Az MIT kutatói megfejtették, miként őrződhet meg több százmillió éven át a fosszíliákba zárt kollagén

Amerikai kémikusok azonosították azt a mechanizmust, amely lehetővé teheti, hogy ősi állatok kollagén fehérjéi akár több százmillió évig megőrződhessenek fosszíliákban – derül ki az MIT szerdai közleményéből. A felfedezés megerősítést nyújthat több, az elmúlt másfél évtizedben közölt áttörő kutatásnak, amelyek azt állították, hogy 68-195 millió éves dinoszaurusz csontokból sikerült kollagént izolálniuk.

Jang Csin-ji, az MIT biokémikusa és kollégái az ACS Central Science folyóiratban közölt tanulmányukban azt találták, hogy egy speciális, atomi szintű interakció megvédi az állatokban leggyakrabban előforduló fehérjét, a kollagént attól, hogy kötéseit vízmolekulák felbontsák. A folyamat lényegében barikádot képez az aminosavak láncolatát összetartó peptidkötések köré és megakadályozza, hogy azokat vízmolekulák felszakítsák.

„Bizonyítékokat mutatunk be arra, hogy ez az interakció megakadályozza, hogy a víz megtámadja a peptidkötéseket és elszakítsa őket. Ez szembemegy azzal, ami a normál peptidkötésekkel történik, amiknek a felezési ideje mindössze 500 év” – mondta Ron Raines, az MIT kémikus professzora. Ez a folyamat a kutatók szerint megmagyarázhatja, hogyan maradhat fenn a kollagén fosszíliákban akár több százmillió évig, és elősegítheti új, különlegesen időtálló és stabil anyagok kifejlesztését.

A peptidkötések egy aminosav szén atomja és egy másik aminosav nitrogén atomja között alakulnak ki. A kötésben résztvevő szénatomok közben egy kettőskötést is formálnak egy oxigén atommal, ami egy karbonilcsoportnak nevezett funkciós csoportot hoz létre. A karbonilcsoport oxigénjének van egy szabad elektronpárja, amely semmilyen atommal nem alkot kötéseket. A kutatók azt találták, hogy ezeket az elektronokat az atom meg tudja osztani egy szomszédos peptidkötés karbonilcsoportjával. Mivel ez az elektronpár lényegében részt vesz abban a peptidkötésben, vízmolekulák már nem tudnak bejutni a struktúrába, hogy felbontsák azt.

„Ez a munka Raines kutatócsoportjának hosszútávú erőfeszítésére épít, hogy beazonosítsa egy fehérje struktúrákban lejátszódó, régóta figyelmen kívül hagyott alapvető kölcsönhatás szerepét” – mondta Paramjit Arora, a New York Egyetem kémikusa, aki nem vett részt a kutatásban. „A tanulmány közvetlenül foglalkozik azzal lenyűgöző felfedezéssel, amely intakt kollagénre bukkant egy 195 millió éves dinoszaurusz fosszília bordáiban, és megmutatja, hogy a megtöltött és üres molekulapályák átfedése vezérli a kollagén konformációját és hidrolitikus stabilitását”.

2007-ben egy úttörő amerikai paleontológus, Mary Schweitzer és kollégái azt állították, hogy egy Tyrannosaurus rex fosszíliában a dinoszaurusz kollagénjének jelenlétét azonosították. A Science-ben publikált, először élesen vitatott felfedezést két évvel később egy újabb tanulmány követte, amelyben a kutatók egy 80 millió éves, hadrosaurida dinoszaurusz kollagénjének aminosav szekvenciáját közölték. Az Észak-Karolinai Állami Egyetem emeritus professzora és munkatársai évekkel később fejlettebb és érzékenyebb módszerekkel teljesen megismételték a növényevő fosszíliájának vizsgálatát, amellyel megerősítették az eredeti felfedezést és kibővítették a kollagén szekvenciákat.

link Forrás

Schweitzerék 2017-ben publikált tanulmányával egyidőben egy másik, Robert Reisz által vezetett kutatócsoport egy kora jura időszaki, 195 millió éves sauropodomorpha növényevő dinoszauruszban talált rá megőrződött kollagén nyomaira. „Fehérjéket találni egy 195 millió éves dinoszaruszban, az egy elképesztő felfedezés. Majdnem túl szépnek hangzik, hogy igaz legyen, de ez a kutatócsoport minden lehetséges módszert felhasznált, hogy igazolja a felfedezést, ami úgy néz ki, kiállta a próbát” – mondta akkor a BBC-nek a világ egyik vezető paleontológusa, Stephen Brusatte.

* * *

Minden eddiginél brutálisabb témával, a két és fél éve zajló ukrán háborúval, annak ukrán, orosz és globális hatásaival, valamint a béke esélyével foglalkozunk majd a szeptemberi, csak Qubit+ tagoknak meghirdetett, exkluzív tudományos estünkön, az immár kilencedik Qubit Live-on.

Velünk lesz Sz. Bíró Zoltán történész, Oroszország-szakértő, lapunk állandó szerzője, a Budapesti Corvinus Egyetem mesteroktatója, Rácz András hadtörténész, Oroszország-szakértő, a Német Külpolitikai Társaság (DGAP) vezető szakértője és Orbán Krisztián közgazdász, közíró, a globalizáció és a gazdasági világrend elemzője. A jegyek 24 óra alatt fogytak el, ha a következő eseményünkről nem szeretnél lemaradni, iratkozz fel mielőbb a Qubit+-ra!