Ученые взломали белковый код 200-летнего человеческого мозга.
Ученые из Медицинского факультета Наффилда Оксфордского университета разработали метод, который может революционно изменить изучение древней человеческой истории. Их работа, опубликованная в журнале PLOS ONE, позволяет извлекать и анализировать белки из древних мягких тканей — мозга, мышц, кожи, желудка и других органов, которые ранее считались «черным ящиком» науки.
До сих пор исследование древних белков было возможно только на минерализованных тканях, таких как кости и зубы. Однако более 75% человеческих белков экспрессируются именно во внутренних органах, а в костях — менее 10%. Это означало, что большая часть информации о древних людях оставалась недоступной.
Ключ к успеху команды — использование мочевины, которая эффективно разрушает клеточные мембраны и высвобождает белки. Исследователи протестировали 10 различных стратегий на образцах 200-летнего мозга, найденного на викторианском кладбище. Мочевина показала наилучшие результаты, позволяя выделить белки из мягких тканей. Новый метод дает возможность извлечь ценные биомаркеры, которые могут рассказать о болезнях, образе жизни, питании и даже психических расстройствах людей прошлого.
Далее белки разделяли с помощью жидкостной хроматографии и идентифицировали с помощью масс-спектрометрии. Команда применила метод высокополевой асимметрично-волновой подвижной ионной подвижности, что увеличило число идентифицированных белков на 40%. В итоге из всего 2,5 мг образца исследователи выявили более 1200 различных белков — это крупнейший и самый разнообразный палеопротеом (набор белков из древних останков), когда-либо полученный из археологического материала.
«Все сводится к разделению: чем больше шагов, тем выше шанс выделить важные молекулы. Это как разбирать ведро с Lego — по цвету, форме, размеру», — объясняет ведущий автор исследования Александра Мортон-Хейворд.
Многие найденные белки связаны с функциями мозга и нервной системы, а также указывают на возможные биомаркеры болезней, таких как болезнь Альцгеймера или рассеянный склероз. Это особенно важно, так как большинство заболеваний, включая психические расстройства, не оставляют следов на костях и остаются невидимыми для археологов.
«Эта техника открывает окно в историю человечества, через которое мы раньше не могли заглянуть», — отмечает Мортон-Хейворд.
Метод уже вызвал интерес для применения на мумифицированных останках, болотных телах и даже для изучения пептидных гормонов и антител.
Старший автор исследования, профессор Роман Фишер, добавляет:
«Извлечение белковых биомаркеров из мягких тканей позволяет исследовать болезни и образ жизни древних людей за пределами скелета. Это меняет наши возможности в понимании здоровья прошлых поколений».
Эксперт, доктор Кристиана Шейб из Кембриджского университета отмечает:
«Древние мягкие ткани — редкая, но бесценная находка. Эта работа закладывает фундамент для того, чтобы мы могли раскрыть их уникальную информацию».
