Egy forradalmi felfedezés született, amely alapjaiban változtathatja meg az evolúciós biológia megértését – számolt be róla a Demokrata.

A paleogenetika világában eddig csupán csontok és fogak által nyert fehérjék álltak rendelkezésre a kutatók számára, amelyek segítségével a genetikai kapcsolatok feltárására nyílt lehetőség. Azonban ezek a fehérjék csupán egy szűk keresztmetszetet kínálnak az élőlények életéről: nem képesek felfedni, hogyan működött az adott lény teste, mit fogyasztott, milyen betegségek érintették, vagy milyen módon alakultak ki a szervrendszerei.

Egy új eljárásnak köszönhetően lehetővé vált fehérjék kinyerése lágy szövetekből, például agyból, májból vagy bélrendszerből. Ezek a szövetek sokkal gazdagabbak biológiai információban: az agy például az emberi fehérjék több mint 75 százalékát tartalmazza.

Az ősi fosszíliákban megőrződött fehérjék értékes információforrást nyújthatnak az evolúciós folyamatokról, az élőlények működéséről, valamint a különböző fajok közötti rokonsági kapcsolatok feltérképezéséről.

Az már a múlt század közepe óta ismert, hogy bizonyos fehérjék évmilliókkal az élőlény halála után is kimutathatóak, a probléma azonban az volt, hogy ezeknek a fehérjéknek a kimutatására és elemzésére nem létezett technika.

Alexandra Morton-Hayward, az Oxfordi Egyetem elismert kutatója, az ősi agyszövetek rejtelmeit kutatja. Tavaly ő irányította azt a tudományos csapatot, amely elsőként bizonyította be, hogy több ezer éves emberi agyszövetből fehérjék nyerhetők ki. Ez a felfedezés különösen figyelemre méltó, hiszen rávilágít arra, hogy az agy, amelyet korábban a leggyorsabban lebomló szervnek tartottak, bizonyos feltételek mellett meglepően jó állapotban megőrizhető, és értékes biológiai információkat rejthet az emberi evolúció történetéről.

Morton-Hayward és kutatócsoportja új és innovatív eljárást dolgozott ki, amely lehetővé teszi az agysejtek lebontását karbamid segítségével. A karbamid egy természetes vegyület, mely a vizeletben is jelen van, és a módszer különlegessége, hogy a lebontás során a sejtekben található fehérjék megőrzik integritásukat. A csapatnak egy mindössze 50 mg-os agymintából sikerült azonosítania több mint 1200 különböző fehérjét, ami jelentős előrelépést jelent a neurobiológiai kutatásokban. E felfedezés potenciálisan forradalmasíthatja az agy működésének megértését és evolúciós szempontból is komoly jelentőséggel bír.

A módszer révén betekintést nyerhetünk az emberi agysejtek időbeli átalakulásába, valamint az intelligencia és az érzelmi feldolgozás képességeinek fejlődésébe. Lehetőségünk nyílik összehasonlítani a régmúlt emberi agyak fehérjeösszetevőit a modern ember agyának jellemzőivel, ami lehetővé teszi, hogy pontosabb képet alkothassunk az emberi gondolkodás történeti fejlődéséről. A fehérjék jelenléte a megőrzött bélrendszerben és más lágy szövetekben értékes információkat szolgáltathat arról, hogy őseink milyen táplálékot fogyasztottak, miként dolgozta fel testük a tápanyagokat, és milyen mikrobák éltek bennük. Mindez hozzájárulhat az ősi emberi közösségek egészségügyi állapotának és életkörülményeinek mélyebb megértéséhez.

A genetikai kutatások egyre részletesebben feltárják az emberi evolúciót, de vannak időszakok, amelyekről egyáltalán nem áll rendelkezésre genetikai adat. Ennek az az oka, hogy a DNS meleg, nedves és oxigéndús környezetben gyorsan lebomlik. A legtöbb korai emberelőd meleg éghajlatú környezetben élt, Afrika trópusi területein, így a maradványaikban nem maradt fenn örökítőanyag. A modern genetikai technikák, amelyek révén a neandervölgyiekről vagy a gyenyiszovaiakról már vannak részletes adataink, alkalmazhatatlanok ezekre a korai populációkra.

A legkorábbi ismert emberi faj, amelynek fosszíliáit viszonylag bőségesen tanulmányozhatjuk, a Homo erectus, vagyis a felegyenesedett ember. Ez a faj körülbelül kétmillió évvel ezelőtt bukkant fel, és Afrika területéről elindulva fokozatosan eljutott Eurázsia különböző részeire. A hiányzó genetikai adatok miatt azonban nem áll rendelkezésünkre pontos információ arról, hogy kapcsolatban állt-e a modern emberrel, vagy más, például a neandervölgyiekkel. Elképzelhető, hogy a Homo erectus szerepet játszott a modern ember, a neandervölgyiek és esetleg más emberi csoportok közös ősének kialakulásában, de a genetikai bizonyítékok ennek alátámasztására még nem állnak rendelkezésre. A megmaradt koponyák alapján tudjuk, hogy agytérfogata 900-1100 köbcentiméter között mozgott, de a kognitív képességeiről és azok fejlődéséről az idő múlásával sajnos csak találgatásokra támaszkodhatunk.

A kutatók reményeik szerint az új módszer segítségével képesek lesznek fehérjéket kinyerni Homo erectus maradványaiból, és ezzel választ kapni a kapcsolódó kérdésekre is. Azonban a tudósok, akik jelenleg azt kutatják, hogy mely régi szövetekből lehet sikeresen fehérjét izolálni, sokkal grandiózusabb terveket szövögetnek. Mivel már felfedeztek olyan félmilliárd éves lágy szöveteket is, mint például trilobiták bélrendszere vagy ősi ízeltlábúak idegszövetei, az új fehérje-kinyerési technikával akár az élet legkorábbi formáiról is részletes biológiai ismereteket szerezhetünk.