Захватывающая находка: ДНК может существовать гораздо дольше, чем предполагалось ранее. Исследователи не только обнаружили удивительно неповрежденные клетки и хромосомоподобные структуры в хрящевой ткани окаменелости динозавра возрастом 75 миллионов лет. Их химический анализ также указывает на присутствие в клетках белковых остатков и генетического материала. Следовательно, окаменелость мелового периода все еще может содержать фрагменты ДНК.
Генетический материал живого существа сохраняется даже после его смерти. ДНК можно сохранить, особенно в костях и зубах, но не навсегда. Со временем нестабильная молекула генетического материала разрушается все больше и больше. Только в очень специфических условиях фрагменты сохраняются даже в течение тысяч лет. Например, исследователи уже извлекли ДНК возрастом 400 000 лет из костей раннего человека. А генетический материал уже выделен от древней лошади, хранившейся в вечной мерзлоте 700 000 лет.
Однако у этих и подобных находок есть одна общая черта: им меньше миллиона лет. «Согласно распространенному мнению, ДНК долго не живет», - объясняют Алида Байель из Китайской академии наук в Пекине и ее коллеги. То, что, по утверждению ученых, они обнаружили во фрагментах костей динозавра, тем более захватывающе: они считают, что нашли остатки генетического материала в ископаемых останках.
Хорошо сохранившиеся клетки
Для своего исследования исследователи изучили местонахождение динозавров в так называемой формации Two Medicine в Монтане. Целое гнездо только что вылупившихся утконосых динозавров сохранилось там 75 миллионов лет назад. У молодых травоядных видов Hypacrosaurus stebingeri сохранились конечности и элементы черепа, среди прочего, которые команда исследовала более внимательно.
Bailleul и ее коллеги уделили особое внимание ископаемым хрящевым тканям на костях - на самом деле, чтобы узнать что-то о росте динозавров. Но совершенно неожиданно они обнаружили, что в ткани все же есть особенно хорошо сохранившиеся клетки. Две хрящевые клетки даже были соединены друг с другом. Как сообщают ученые, они, похоже, находились в финальной фазе клеточного деления. Но это еще не все: при просмотре под микроскопом также были обнаружены внутренние клеточные структуры, такие как ядро и хромосомоподобные структуры.
Остатки исходных белков
Я с трудом мог в это поверить. Мое сердце почти перестало биться», - говорит Байёль. Ввиду этого сюрприза у исследователя и ее команды сразу же возник волнующий вопрос: может ли хорошее клеточное состояние сохранности применяться даже на молекулярном уровне? Другими словами: сохранились ли в окаменелостях хотя бы молекулы ДНК? Чтобы это выяснить, ученые провели серию иммунологических и гистохимических анализов.
Образец детеныша динозавра показал, что органическая матрица, окружающая окаменевший хрящ, реагировала на антитела против коллагена II - ключевого компонента хряща всех позвоночных. «Тесты показывают, что у этого динозавра присутствуют остатки исходных хрящевых белков», - объясняет соавтор Мэри Швейцер из Университета штата Северная Каролина в Роли. Результаты также предоставили признаки так называемых гликозаминогликанов.
Захватывающие результаты
Далее исследователи проверили отдельные изолированные хрящевые клетки на наличие ДНК. Специальные красители, которые специфически связываются с фрагментами ДНК, действительно дали положительный результат в некоторых из клеток возрастом 75 миллионов лет. Это означает: остатки ДНК, кажется, пережили течение времени.
Согласно Бейлю и ее коллегам, это говорит о том, что молекула генетического материала может сохраняться намного дольше, чем считалось ранее. «Эти захватывающие результаты подкрепляют растущее количество свидетельств того, что клетки и некоторые из их биомолекул сохраняются в течение длительного геологического времени. Они предполагают, что ДНК существует миллионы лет», - утверждает Байёль.
Каковы требования?
По общему признанию, дальнейшие исследования еще не подтвердили новые результаты. Однако ученые уже исключают возможность того, что ДНК попала в окаменелость в результате загрязнения.«В нашем случае это неправдоподобное объяснение», - подчеркивают они. «Потому что не существует механизма, посредством которого чужеродный генетический материал может попасть внутрь клетки через неповрежденную мембрану».
Bailleul и ее коллеги надеются, что их находка побудит исследователей со всего мира искать остатки генетического материала в других первобытных окаменелостях. Таким образом, возможно, также удастся прояснить условия, при которых клетки и ДНК выживают в течение столь длительных периодов времени. Команда подозревает, что материал в ядре клетки их динозавра находился в конденсированном состоянии - это могло способствовать его стабильности.