Protein Kuno dan Paleoproteomik

Paleoproteomik menganalisis protein kuno yang terawetkan dalam tulang, gigi, kalkulus gigi, dan artefak, memulihkan informasi tentang spesies, diet, penyakit, dan jenis kelamin—terkadang jauh melampaui batas kelangsungan hidup DNA.

Definition

Studi protein kuno yang bertahan dalam sisa-sisa arkeologi, menggunakan spektrometri massa untuk mengidentifikasi spesies, merekonstruksi diet dan penyakit, memperkirakan jenis kelamin, dan memulihkan informasi biologis ketika DNA tidak ada.

Scope

Topik ini mencakup studi protein kuno berbasis spektrometri massa: identifikasi spesies dari peptida kolagen (ZooMS), rekonstruksi diet dan penyakit dari proteom kalkulus gigi, estimasi jenis kelamin dari peptida amelogenin email, dan penggunaan protein dalam konteks waktu yang sangat lampau di mana DNA tidak bertahan. Ini membahas pengawetan, kontaminasi, dan komplementaritas protein dan DNA.

Core questions

• Bagaimana protein kuno dipulihkan dan diidentifikasi dengan spektrometri massa?
• Bagaimana sidik jari massa peptida kolagen mengidentifikasi spesies dari fragmen tulang?
• Apa yang diungkapkan proteom kalkulus gigi tentang diet dan mikrobioma mulut?
• Kapan protein bertahan lebih lama dari DNA, dan apa yang dapat dipulihkan dalam waktu yang sangat lampau?

Key theories

Protein sebagai arsip biomolekuler waktu yang sangat lampau

Prinsip bahwa protein, terutama protein struktural seperti kolagen dan protein email, dapat bertahan lebih lama daripada DNA, memperluas inferensi biomolekuler ke periode waktu dan kondisi di mana DNA kuno tidak terawetkan.

Kalkulus gigi sebagai reservoir proteomik

Demonstrasi Warinner dan rekan-rekannya bahwa plak gigi yang termineralisasi memerangkap protein inang, mikroba, dan diet, menjadikan kalkulus sebagai arsip yang kaya akan diet masa lalu, patogen oral, dan respons imun.

History

Studi protein kuno berkembang dari pekerjaan asam amino dan kolagen menjadi paleoproteomik modern dengan penyebaran spektrometri massa sensitivitas tinggi setelah sekitar tahun 2010. Sidik jari peptida kolagen (ZooMS) menjadi alat rutin untuk identifikasi spesies, kalkulus gigi muncul sebagai arsip proteomik utama, dan protein digunakan untuk memulihkan informasi dalam konteks di mana DNA telah terdegradasi.

Debates

Keandalan dan jangkauan klaim protein kuno

Bagaimana mengautentikasi protein kuno terhadap kontaminasi modern dan artefak degradasi, dan seberapa jauh urutan protein yang sangat tua dapat mendukung inferensi filogenetik dan diet relatif terhadap bukti DNA yang lebih tervalidasi.

Key figures

• Christina Warinner
• Matthew J. Collins
• Enrico Cappellini
• Jessica Hendy

Seminal works

• hendyetal2018
• warinneretal2014
• cappellinietal2018

Frequently asked questions

Bagaimana protein dapat bertahan ketika DNA tidak?

Beberapa protein, terutama yang struktural yang terikat dalam tulang dan email, lebih stabil secara kimiawi daripada DNA, sehingga dapat bertahan dalam material yang lebih tua atau terawetkan lebih keras dan masih dapat diidentifikasi dengan spektrometri massa.

Apa itu ZooMS?

ZooMS, atau zooarkeologi dengan spektrometri massa, mengidentifikasi spesies hewan dari fragmen tulang berdasarkan massa peptida kolagennya, memungkinkan identifikasi fragmen yang terlalu kecil atau rusak untuk dikenali berdasarkan bentuk.