古蛋白質(zhì)測(cè)序立新功 揭秘遠(yuǎn)古巨猿親緣關(guān)系

　　《侏羅紀(jì)公園》中科學(xué)家從保存在琥珀中吸食了恐龍血液的蚊子體內(nèi)提取了恐龍的DNA，從而在現(xiàn)代將已經(jīng)滅絕的恐龍復(fù)活。雖然現(xiàn)實(shí)中我們無(wú)法做到這一步，但科學(xué)家們一直在為提取古代化石中的遺傳物質(zhì)而努力。自上世紀(jì)80年代首個(gè)古DNA測(cè)序成功，研究古人類遺傳物質(zhì)的技術(shù)發(fā)展迅速，在古DNA 測(cè)序之外，古蛋白質(zhì)分析技術(shù)也登上了古人類學(xué)的研究舞臺(tái)。這些方法的應(yīng)用領(lǐng)域也拓展到諸如歐洲人口變遷等各類研究中。
 

　　11月14日，《自然》雜志發(fā)布了一項(xiàng)由中外6個(gè)國(guó)家來(lái)自不同領(lǐng)域的研究人員共同完成的研究成果，明確了已經(jīng)滅絕的步氏巨猿與生活在東南亞地區(qū)的亞洲猩猩具有密切的親緣關(guān)系。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)來(lái)自廣西田東吹風(fēng)洞的一枚距今190萬(wàn)年的巨猿牙齒化石進(jìn)行了遺傳物質(zhì)的提取和測(cè)序。通過(guò)分析化石中殘留的古牙釉質(zhì)蛋白，研究人員確認(rèn)步氏巨猿大約在1200萬(wàn)年前與猩猩分離并獨(dú)立演化。
 

　　在古人類學(xué)研究中，通過(guò)分析古代蛋白質(zhì)來(lái)研究人類與其他動(dòng)物的歷史以及演化關(guān)系的古蛋白質(zhì)組學(xué)雖然在上世紀(jì)就已經(jīng)有所發(fā)展，但依然是一個(gè)新興領(lǐng)域。作為研究古生物遺傳物質(zhì)主力的古DNA測(cè)序技術(shù)存在著天然的局限。一是DNA的留存時(shí)間太短。目前發(fā)現(xiàn)的最久遠(yuǎn)的古人類DNA樣本來(lái)自一對(duì)43萬(wàn)年前的尼安德特人，然而對(duì)于人類的演化歷史來(lái)說(shuō)，追溯到43萬(wàn)年前仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。二是古代DNA的地區(qū)分布問(wèn)題。DNA的降解速度收溫度影響很大，氣候較炎熱的地區(qū)能保留的DNA年代遠(yuǎn)不如寒地區(qū)久遠(yuǎn)，因此對(duì)于生活在炎熱地區(qū)的古人類，古DNA檢測(cè)往往有心無(wú)力。古蛋白質(zhì)分析技術(shù)就是在這樣的背景下發(fā)展起來(lái)的。
 

　　早在上世紀(jì)50年代就有在化石中發(fā)現(xiàn)氨基酸的研究，但直到進(jìn)入21世紀(jì)之后，科學(xué)家才從現(xiàn)代蛋白質(zhì)組學(xué)中獲得靈感，利用質(zhì)譜法對(duì)古代蛋白質(zhì)進(jìn)行分析研究。其原理與現(xiàn)代蛋白質(zhì)組學(xué)相同：蛋白質(zhì)分解為組成它們的肽(短鏈氨基酸)，經(jīng)液相色譜-質(zhì)譜檢測(cè)，比較實(shí)際檢測(cè)到的質(zhì)荷比和理論預(yù)測(cè)的質(zhì)荷比，從而鑒定蛋白的種類。如果蛋白質(zhì)的氨基酸組成一樣，只是順序不同，還要利用串聯(lián)質(zhì)譜，先獲得小肽的質(zhì)量，再將肽分解成更小的碎片離子，獲得二級(jí)質(zhì)譜圖譜。
 

　　這一技術(shù)已經(jīng)得取得了不少成果。除步氏巨猿的古牙釉質(zhì)蛋白外，幾個(gè)月前科學(xué)家從一頭已經(jīng)滅絕的170多萬(wàn)年前的斯蒂芬犀的牙釉質(zhì)中提出了較完整的遺傳信息。雖然步氏巨猿的古牙釉質(zhì)蛋白是迄今測(cè)序的最古老的骨骼蛋白，但190萬(wàn)年還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是古蛋白質(zhì)的極限——2016年由研究者對(duì)380萬(wàn)年前的鴕鳥(niǎo)蛋殼進(jìn)行了蛋白質(zhì)提取與測(cè)序。
 

　　古蛋白質(zhì)測(cè)序正在像古DNA測(cè)序技術(shù)剛出現(xiàn)的時(shí)候一樣掀起了古生物學(xué)研究的變革，雖然面臨著樣本被來(lái)自現(xiàn)代的蛋白質(zhì)污染、牙齒與骨骼中所含的蛋白質(zhì)數(shù)量太少不足以提供足夠的研究所需的信息等問(wèn)題，但有古DNA測(cè)序技術(shù)的前車(chē)之鑒與研究者的共同努力，古蛋白質(zhì)測(cè)序最終會(huì)在古生物研究中發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
 

　　編輯點(diǎn)評(píng)：生命的遺傳、演變是一門(mén)很有意義的學(xué)科，它曾讓我們明白了自己來(lái)自哪里，從何而來(lái)。在科技不斷發(fā)展的當(dāng)下，科學(xué)家們有了更多辦法，不斷向古代，甚至是遠(yuǎn)古溯源，追尋曾經(jīng)地球生命的真相。古蛋白質(zhì)測(cè)序技術(shù)的成熟應(yīng)用，相信還會(huì)為我們帶來(lái)更多的驚喜。
 

　　原標(biāo)題：古蛋白質(zhì)測(cè)序立新功 揭秘遠(yuǎn)古巨猿親緣關(guān)系