โปรตีนโบราณและพาลีโอโปรตีโอมิกส์
พาลีโอโปรตีโอมิกส์วิเคราะห์โปรตีนโบราณที่เก็บรักษาไว้ในกระดูก ฟัน หินปูนในฟัน และสิ่งประดิษฐ์ เพื่อกู้คืนข้อมูลเกี่ยวกับชนิดพันธุ์ อาหาร โรคภัยไข้เจ็บ และเพศ ซึ่งบางครั้งสามารถทำได้เกินกว่าขีดจำกัดการอยู่รอดของดีเอ็นเอ
Definition
การศึกษาโปรตีนโบราณที่ยังคงอยู่รอดในซากโบราณคดี โดยใช้แมสสเปกโทรเมตรีเพื่อระบุชนิดพันธุ์ สร้างอาหารและโรคภัยไข้เจ็บ ประมาณเพศ และกู้คืนข้อมูลทางชีวภาพเมื่อดีเอ็นเอไม่ปรากฏ
Scope
หัวข้อนี้ครอบคลุมการศึกษาโปรตีนโบราณโดยใช้แมสสเปกโทรเมตรี: การระบุชนิดพันธุ์จากเปปไทด์คอลลาเจน (ZooMS) การสร้างอาหารและโรคภัยไข้เจ็บจากโปรตีโอมของหินปูนในฟัน การประมาณเพศจากเปปไทด์อะเมโลเจนินในเคลือบฟัน และการใช้โปรตีนในบริบททางเวลาที่ลึกซึ้งซึ่งดีเอ็นเอไม่สามารถอยู่รอดได้ นอกจากนี้ยังกล่าวถึงการเก็บรักษา การปนเปื้อน และความสมบูรณ์ของโปรตีนและดีเอ็นเอ
Core questions
- โปรตีนโบราณถูกกู้คืนและระบุได้อย่างไรด้วยแมสสเปกโทรเมตรี?
- การทำลายนิ้วมือมวลเปปไทด์คอลลาเจนระบุชนิดพันธุ์จากกระดูกที่แตกหักได้อย่างไร?
- โปรตีโอมของหินปูนในฟันเผยให้เห็นอะไรเกี่ยวกับอาหารและไมโครไบโอมในช่องปาก?
- เมื่อใดที่โปรตีนอยู่รอดได้นานกว่าดีเอ็นเอ และสามารถกู้คืนอะไรได้บ้างในห้วงเวลาที่ลึกซึ้ง?
Key theories
- โปรตีนในฐานะแหล่งเก็บข้อมูลชีวโมเลกุลในห้วงเวลาที่ลึกซึ้ง
- หลักการที่ว่าโปรตีน โดยเฉพาะโปรตีนโครงสร้าง เช่น คอลลาเจนและโปรตีนเคลือบฟัน สามารถอยู่รอดได้นานกว่าดีเอ็นเอ ขยายการอนุมานทางชีวโมเลกุลไปสู่ช่วงเวลาและสภาวะที่ดีเอ็นเอโบราณไม่สามารถเก็บรักษาไว้ได้
- หินปูนในฟันในฐานะแหล่งเก็บโปรตีโอม
- การสาธิตของ Warinner และคณะที่แสดงให้เห็นว่าคราบจุลินทรีย์ในฟันที่กลายเป็นแร่ธาตุจะดักจับโปรตีนของโฮสต์ จุลินทรีย์ และอาหาร ทำให้หินปูนเป็นแหล่งเก็บข้อมูลที่อุดมสมบูรณ์ของอาหารในอดีต เชื้อโรคในช่องปาก และการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน
History
การศึกษาโปรตีนโบราณพัฒนาจากการทำงานเกี่ยวกับกรดอะมิโนและคอลลาเจนไปสู่พาลีโอโปรตีโอมิกส์สมัยใหม่ ด้วยการแพร่หลายของแมสสเปกโทรเมตรีที่มีความไวสูงหลังปี 2010 การทำลายนิ้วมือเปปไทด์คอลลาเจน (ZooMS) กลายเป็นเครื่องมือประจำสำหรับการระบุชนิดพันธุ์ หินปูนในฟันกลายเป็นแหล่งเก็บโปรตีโอมที่สำคัญ และโปรตีนถูกนำมาใช้เพื่อกู้คืนข้อมูลในบริบทที่ดีเอ็นเอเสื่อมสภาพไปแล้ว
Debates
- ความน่าเชื่อถือและขอบเขตของการอ้างสิทธิ์โปรตีนโบราณ
- วิธีการตรวจสอบโปรตีนโบราณจากการปนเปื้อนสมัยใหม่และสิ่งประดิษฐ์จากการเสื่อมสภาพ และลำดับโปรตีนที่เก่าแก่มากสามารถสนับสนุนการอนุมานทางสายวิวัฒนาการและอาหารได้ไกลแค่ไหนเมื่อเทียบกับหลักฐานดีเอ็นเอที่ได้รับการตรวจสอบอย่างดีกว่า
Key figures
- Christina Warinner
- Matthew J. Collins
- Enrico Cappellini
- Jessica Hendy
Related topics
Seminal works
- hendyetal2018
- warinneretal2014
- cappellinietal2018
Frequently asked questions
- โปรตีนสามารถอยู่รอดได้อย่างไรเมื่อดีเอ็นเอไม่สามารถอยู่รอดได้?
- โปรตีนบางชนิด โดยเฉพาะโปรตีนโครงสร้างที่อยู่ในกระดูกและเคลือบฟัน มีความเสถียรทางเคมีมากกว่าดีเอ็นเอ ดังนั้นจึงสามารถคงอยู่ในวัสดุที่เก่ากว่าหรือเก็บรักษาในสภาพที่รุนแรงกว่า และยังคงสามารถระบุได้ด้วยแมสสเปกโทรเมตรี
- ZooMS คืออะไร?
- ZooMS หรือ สัตวโบราณคดีโดยแมสสเปกโทรเมตรี ระบุชนิดสัตว์ของชิ้นส่วนกระดูกจากมวลของเปปไทด์คอลลาเจน ทำให้สามารถระบุชิ้นส่วนที่เล็กเกินไปหรือแตกหักเกินกว่าจะจดจำได้ด้วยรูปร่าง