380万年前的蛋白质

在分析人类遗骸时，如果我们能看到基因本身呢?这是有可能的，因为马修·柯林斯和他的团队发现，原始组织的痕迹可以在化石中保留数百万年，并被周围环境稳定下来，正如他向克里斯·史密斯解释的那样……

马修:对我来说，这是非常令人兴奋的新发现，实际上是在很短的时间内出现的。只是在过去的十年里，我们才能够系统地开始从这些化石中恢复分子数据。

克里斯-分子数据，请解释一下你的意思?

马修:嗯，我想我们都熟悉DNA的概念。我们都是由我们的DNA组成的，这一发现大约是在20年前发现的，现在一些DNA在一些化石中幸存下来。它们相对年轻，所以这是来自最新的尼安德特人的碎片，很短很短的碎片幸存下来。

但后来科技的巨大变化发展得如此之快，以至于我们可以开始恢复更详细的遗传信息。所以我们现在已经有了尼安德特人和丹尼索瓦人的完整基因组，而丹尼索瓦人的基因组真正值得注意的是它几乎来自于一根指甲骨和一颗牙齿。所以少量的物质释放出了这些奇妙的丰富的分子数据。

问题是DNA记录并不能追溯到很久以前。我们已经讨论了漫长的600万年的进化。可悲的是，DNA记录似乎在大约40万年之内就消失了。所以你有尼安德特人，你有现代人，但你没有再往前走。

克里斯:为什么?

马修:DNA的问题在于它是一种非常脆弱的分子。并不是很脆弱，因为它可以存活很长时间，但它是一个非常复杂的分子，一些形成DNA的键是相对高能量的键，很容易被破坏。所以我们一直在尝试观察其他的分子序列。DNA制造一种叫做蛋白质的东西。环顾四周，你的头发，你的皮肤，都是蛋白质。所以我们一直在尝试从蛋白质中获取信息，序列数据。

克里斯:那么总结一下。DNA是细胞里的一本食谱。这个配方告诉细胞如何制造蛋白质，所以，如果你知道一个细胞在制造什么蛋白质，你就能弄清楚是什么基因制造了它。你是说因为DNA比蛋白质更脆弱，而不仅仅是寻找DNA，我们只能追溯到50万年左右，如果我们去寻找蛋白质，实际上我们可以追溯到更远的地方?

马修:是的，50万年是谨慎的，因为大多数已经完成的DNA研究都是在非常寒冷的地方进行的，而那不是人类进化的地方。

克里斯-告诉我们，你一直在哪里工作，并试图追求这个?

马修:所以我们去了经典的原始人遗址，但我们并没有去寻找原始人本身。我们已经找到了不起眼的鸵鸟蛋壳。这样做的原因是因为有很多这样的材料，所以对于开发新技术来说，相对容易获得这些材料。因为这些地点被研究得很好，我们对这些地点有很好的时间控制，蛋壳相当大。它们体内有蛋白质，我们已经能够制定出将这些蛋白质取出的方案。

克里斯:你去过一些地方，像李这样的人挖出了我们人类亲戚的遗骸，他们非常仔细地确定了它们的年代。所以，如果你在那里发现了一块鸵鸟蛋和李挖掘的东西在相同的背景下他确定了它的年代，你可以有理由相信你的那块鸵鸟蛋就是那个年代吗?

马修-没错。人们唯一愿意确定年代的地方就是发现原始人的地方我们去了一些经典的原始人遗址。

克里斯-你看到的这些鸵鸟蛋碎片有多久了?

马修:嗯，我们故意让时间越往回走越远，因为我们不知道序列会在什么时候用完。这是一个很大的惊喜，就像我说的，他们往回走，往回走，往回走，事实上，我们至今分析过的最古老的东西中仍然有序列……

克里斯-哪个是几岁?

马太- 380万年。

克里斯-所以你有380万年前的一点鸵鸟蛋?

马修:是的，我们有。

克里斯-你能从中提取蛋白质吗?

我们可以得到部分的蛋白质序列。我们没有得到鸵鸟的完整蛋白质组，我们得到了部分蛋白质序列。

克里斯:那么，从这个角度来看，当鸵鸟在380万年前下蛋的时候，它在蛋里沉积的物质还在那里，你可以提取出来吗?

马修:是DNA告诉它制造蛋白质，它制造了蛋白质，蛋白质制造了蛋壳，一些序列还在那里。我的意思是，这真的非常了不起，非常了不起。

克里斯:你可以把它拿出来，你能读懂构成蛋白质的氨基酸组成部分吗?这样你就能算出下蛋的鸵鸟的遗传密码了吗?

马修-是的。我们只能读取其中的一部分因为不是所有的蛋白质都能存活这是我们一直试图了解哪些部分能存活，哪些不能。但是，我们绝对可以读取序列然后我们可以将其与现代鸵鸟的序列进行比较。

克里斯-李，你从南非的遗址中提取的材料是否具有足够高的保存质量，比如你可以和马修谈谈，并可能应用他的技术，因为这些材料在时间上与你的材料重叠?

李:为什么，我们今天下午已经谈过了。

克里斯-哦，对了。

我的意思是，在剑桥做这件事很了不起。昨晚我在鹰酒吧，这一切就是在那里开始的，你知道，我们现在把我们认为永远不会到达彼此的分开的溪流合并在一起。DNA就像河流旁边的铁轨，这是原始人类的化石记录，而蛋白质在另一边。我们现在看到了这些令人难以置信的进步，这些进步将这三门关键的科学，相互需要，结合在一起，构建出一幅复杂的图景:鸵鸟从哪里来，我们的血统从哪里来，以及它在任何时候都做了什么。

克里斯:我想说的是，如果马修至少能算出鸵鸟的部分遗传密码，我们能不能用同样的方法人类naledi你发现的物种之一?你有适合这个要求的材料吗?

李:我可以告诉你，我们会试试的。我的意思是，我认为我们所有人都担心相对珍贵的物质被破坏，特别是在这些国家的早期阶段。但奇妙的一点是，当我们开始推动人们进一步说“不，你不能，除非你在更小的数量上得到这项技术。”但它将会发生，我们将会学到我预测的非凡的东西。

克里斯:你需要马修做多少东西?

马修:嗯，我是说李说得很对，在我们确切知道我们在做什么之前，我们不应该破坏样本。我们目前使用的是非常小的鸵鸟蛋壳样本，含盐量还不到一茶匙，但我认为我们可以做得更好。我们要做的是从这些样本中获取尽可能多的信息。在研究这些真正有价值的化石之前，我们仍处于技术发展的阶段。

克里斯:最近几年发生了什么变化，这意味着你现在可以做到以前做不到的事情了——你是怎么做到的?

从某种意义上说，我们已经骑在了医疗技术的背上。一旦人们对基因组进行了排序，他们就会对DNA的作用感兴趣，所以寻找蛋白质，所以医学界一直在开发更快速，更灵敏的仪器。对我们来说，值得注意的是，用上一代的仪器是不可能的，直到最近几年，机器才足够好，可以检测到这些微量的蛋白质，并绘制出蛋白质上的损伤，这样我们就可以区分古代和现代的样本。