科學家檢測出7500萬年的化石中的DNA和蛋白質,恐龍能復原嗎?

在電影《侏羅紀公園》中,有這麼一幕,科學家從被封存在琥珀中,吸了恐龍的血的蚊子身上抽出DNA,從而復活了恐龍,才有了侏羅紀公園。

這聽上去似乎有點不可思議,但是這次,國際研究團隊成功從7500萬年前的亞冠龍的化石裡,直接檢測出DNA和蛋白質。

這是世界上第一次從恐龍的化石中,發現出沒被汙染的DNA和蛋白質。

而這種至今為止一直沒成功檢測出來的DNA和蛋白質,研究者是如何發現的呢?

科學家檢測出7500萬年的化石中的DNA和蛋白質,恐龍能復原嗎?

出乎意料的軟骨化石

一直以來,研究者都在探求保存在化石內的恐龍DNA,但是DNA每512年就會經歷一個週期,減少一半的遺傳物質,這麼一算下來,只要經過680萬年,DNA就會完全分解,再也檢測不到零星半點。

除此之外,加上自然環境中細菌之類的生物汙染,化石經歷長久的風吹日曬,想要檢測出DNA幾乎成了不可能的事情。

因此,迄今為止科學家從化石中發現的最早的DNA,來自於70萬年前的馬的祖先,發現的最早的蛋白質,來自於170萬年前的犀牛。

科學家檢測出7500萬年的化石中的DNA和蛋白質,恐龍能復原嗎?

犀牛

但研究者一直認為,只要在特定的條件下,DNA和蛋白質都可以超越各種限制,保留下結構。

所以,研究團隊把目光鎖定在一塊1980年左右發現的保存完好的化石上,這個化石是剛出生的幼齡恐龍後腦勺的頭蓋骨,這個部分的骨頭生下來的時候是軟骨,會隨著生物的成長逐漸變硬,軟骨的細胞因為要慢慢變化所以保持活性,而變成骨頭的細胞就會死去。

幼齡恐龍大部分的軟骨細胞因為隨時準備著變成骨頭,會處於一種瀕死的狀態。

研究團隊認為,在這種特殊狀態下,營造一種氧濃度和礦物質濃度的差,骨頭會趨於一種不同的化石化的過程,結果可能會不合乎一般情理可以保存下來。

從軟骨化石檢測出DNA和骨膠原

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研究實驗顯微鏡圖片

實驗中,研究者用熒光染料的手段檢測DNA,如上圖所示,”PI“會識別死細胞的雙螺旋結構,”DAPI“可以識別DNA三個連續的AT鹼基排列,依據這個原理,它們會各自吸附在DNA上,可以在顯微鏡下觀察到染色情況。

實驗結果發現,無論是哪種試劑都出現了染色反應,軟骨化石中DNA片段的存在顯示也很明顯。

研究者還運用從小雞提取的骨膠原抗體(Ⅱ型),以及阿爾新藍來檢測蛋白質。

阿爾新藍8GS(C56H68Cl4CuN16S4),又名阿爾新藍8GX。具有金屬光澤的墨綠色結晶。主要用於細菌染色。

骨膠原是蛋白質的一種,如果軟骨化石存在骨膠原,那麼就會吸附住骨膠原抗體,也會被阿爾新藍試劑染成藍色。

結果和研究者預期的一樣,軟骨化石被染成藍色,這證明確實存在蛋白質。

科學家檢測出7500萬年的化石中的DNA和蛋白質,恐龍能復原嗎?

成年亞冠龍的頭蓋骨化石

DNA排列的維持時間可能比預測更長

這次研究結果確認了軟骨化石中,DNA片段和骨膠原的存在,也讓人很期待今後鹼基排列的決定情況。

如果可以保存更多的DNA片段,或許可以弄清楚更多恐龍的遺傳基因,進行進一步的研究。

依照字母次序做簡單的例子,比如發現了“ABCDEFG”的片段和“EFGHIJK”的片段,則可以從“EFG”的重疊部分得到啟發,最終排列得出“ABCDEFGHIJK”這樣的長配對。

這個研究結果顛覆了常識,所以也招來了不少質疑的聲音,如果這是事實,那麼則證明了DNA鹼基排列的保存時間,遠遠超出了原有的預想。

今後,以軟骨化石為目標的研究可能會發現越來越多的恐龍遺傳基因,如果DNA可以保存這麼久,那麼以後關於隕石的研究,關於宇宙的研究,對其他生命的探索,或許又有了更多的可能。


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