比较骨胶原蛋白 鸡与霸王龙竟是“表兄妹”

比较骨胶原蛋白 鸡与霸王龙竟是“表兄妹”
比较骨胶原蛋白 鸡与霸王龙竟是“表兄妹
2007-04-17

科学家从这根8500万年前的霸王龙腿骨中提取出了蛋白质

霸王龙是昔日地球霸主，仅头颅就长达1.3米。
霸王龙站起来有两层楼高；它拥有60颗匕首一样锐利的牙齿，有些长达18厘米；它具有硕大的上下颚，仅仅头颅就长达1.3米；但你也许想不到，这个巨无霸竟然与鸡是近亲。
在动物进化历史中，科学家一直认为现代鸟类是从恐龙进化而来的，但科学家一直缺乏有说服力的证据。
近日，美国科学家通过蛋白质化学分析的方法，为一头生活在8500万年前的霸王龙找到了现代的“近亲”——鸡。研究发现，霸王龙骨骼中的蛋白质结构与鸡非常接近，“可以说，它们算得上一对‘表兄妹’。”参与这项研究的科学家施威策表示。
最古老的蛋白质样本
这是人类第一次获得精确的恐龙蛋白质分子编码，将恐龙蛋白质分子编码与其他物种的对比，科学家可以了解到现代动物与恐龙这种已经灭绝的动物之间的“血缘关系”。这项关于恐龙蛋白质的研究是在美国北卡罗莱那大学的古生物学家玛丽·西格比·施威策教授领导下进行的。
长期以来，动物学家对恐龙化石的研究一直没有中断过，“但几乎没有人想到从细胞或者蛋白质分子的角度来研究恐龙化石。”施威策表示。她解释说，按照传统的科学观点，蛋白质最多只能保存100万年左右，而恐龙生活的年代比这早得多。
不过，令她自己也感到惊讶的是，她成功地从一根生活在8500万年前的霸王龙腿骨化石上提取了部分软组织，软组织内还有保存完好的蛋白质成分。这些软组织存在于霸王龙腿骨化石的内部。
霸王龙是恐龙时代的“陆上霸主”，成年霸王龙身长15米，高约6米，体重约7吨，是有记录以来生活在地球上最大型食肉类动物之一。施威策研究的恐龙化石是2003年在美国蒙大拿州出土的，这是世界上现存年代最久远的霸王龙骨骼化石。这头霸王龙为雌性，死亡时尚未完全成年，它的蛋白质也是迄今为止发现的最古老的蛋白质样本。此前最早的蛋白质样本来自于一头生活在30万年前的猛犸象。
比较骨胶原蛋白
在施威策教授成功地提取到含有蛋白质成分的恐龙软组织之后，另外一组科学家开始了对这些蛋白质的分析工作。哈佛医学院的约翰·阿撒拉领导了这部分研究。
对于生物体来说，最重要的遗传密码是DNA，由于DNA比较脆弱，恐龙软组织中已经检测不到DNA数据。不过蛋白质内部同样存在遗传物质，阿撒拉的研究小组在恐龙软组织中发现了骨胶原蛋白（一种为骨头提供结构和灵活性支持的物质，动物骨骼、肌腱等部分都含有骨胶原），他们用进一步的光谱测量又发现了这种蛋白质的氨基酸（氨基酸是蛋白质的组成部分），拿这种氨基酸与现代的动物相比，发现与鸡骨头中的骨胶原蛋白最为接近。
施威策和阿撒拉分别将研究成果发表在13日出版的最新一期《科学》杂志上。
蝾螈青蛙也是恐龙“亲戚”
本报综合报道 对于自己的研究成果，阿撒拉表示，“大部分科学家赞成现代鸟类是从恐龙进化而来的观点，但其证据都是两类动物之间的体型比较。现在我们可以说，鸟类跟恐龙有血缘关系是因为它们之间的蛋白质序列非常相近。”
通过详细的检测，目前阿撒拉的研究小组已经发现了7种独特的恐龙蛋白质，他们把这些恐龙蛋白质与部分现代动物进行比较，结果发现——有三种恐龙蛋白质与鸡完全匹配；有两种跟包括鸡在内的几种动物匹配；有一种与蝾螈匹配；其余的跟一种青蛙匹配。
这一结果说明，以上几种动物在进化的过程中都跟恐龙有“亲属”关系，其中鸡跟恐龙的血缘关系最近。
阿撒拉的助手刘易斯·坎特雷称，目前他们的研究只是处于起步阶段，随着识别技术的进步，他们可能会分离出更多种类的蛋白质，并找到更多与恐龙有血缘关系的物种。
影响：古生物研究进入新阶段
本报综合报道 施威策和阿撒拉的研究成果令古生物学界为之振奋。因为恐龙蛋白的成功提取和识别为研究古代动物的进化提供了新的方法——化学分析。
蒙大拿州立大学的约翰·豪纳则表示，“对恐龙蛋白质的研究，证实了鸟类起源于恐龙的科学假设。”施威策和阿撒拉研究中使用的恐龙化石就是豪纳在2003年发现的，他进一步表示，这个成果将改变古生物学家以搜集标本为主的研究方法，现在古生物学研究开始进入分子研究阶段。
研究方法可应用于癌症
阿撒拉表示，他的研究主要得益于新的光谱测定技术，这种精密的光谱测定技术可以识别组成蛋白质的氨基酸类别。据阿撒拉介绍，这种识别氨基酸的技术还可以在医学领域得到应用，比如可以用于识别人体组织的蛋白质序列，以便发现如癌症等疾病组织的突变。
利用这种技术，阿撒拉此前曾研究过另一种古生物乳齿象的蛋白质，当他听说施威策找到了霸王龙的软组织样本，就决定跟施威策合作，分析恐龙的蛋白质构成