科學家們從一塊有6800萬年曆史的霸王龍股骨中提取出了堅韌的纖維蛋白膠原蛋白，摒棄了古代化石無法提供蛋白質樣本進行分析的長期以來的觀念。這種蛋白質是在四年前在海爾河地層懸崖下數千立方碼的岩石中出土的一根股骨（大腿骨）中發現的，該地層橫跨美國西北部的懷俄明州、蒙大拿州和達科他州。
多年來的模擬預測，骨骼中的蛋白質保質期僅略超過一百萬年。支援這些預測的是，現代生物的細胞衰變和蛋白質降解，以及完全缺乏從超過10萬年曆史的生物骨骼中回收蛋白質或 DNA 的證據。
但是，從恐龍骨骼以及現代動物骨骼中成功提取出膠原蛋白肽（由多個氨基酸組成的蛋白質片段）顛覆了這一觀念。在一篇發表在最新一期《科學》雜誌上的兩篇論文中，一個研究團隊宣佈，對霸王龍肽的化學分析表明，這種蜥蜴之王與今天的雞最相似。儘管這可能不是人們對這種強大而可怕的恐龍所期望的譜系，但導致這一驚人發現的複雜方法也可能幫助科學家們瞭解轉移到骨骼的癌症。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事。
“來自兩篇論文的資料都支援原始蛋白質可能被儲存下來的假設，但其水平非常低，幾乎無法檢測到，”研究報告的共同作者，北卡羅來納州立大學分子古生物學家、羅利市北卡羅來納自然科學博物館副館長瑪麗·施韋策說。“長期以來人們都知道恐龍表現出驚人的微觀結構儲存；這一事實使得恐龍和現存分類群之間可以直接進行比較。”
2005 年，施韋策領導一個團隊報告稱，在儲存完好的霸王龍股骨中發現了軟組織，該股骨是兩年前發現的。不久之後，她開始與哈佛醫學院病理學家和質譜專家約翰·阿薩拉展開新的合作。2002 年，阿薩拉對施韋策寄給他的猛獁象骨骼樣本中發現的膠原蛋白肽片段進行了測序，這些樣本有 10 萬到 30 萬年的歷史。
在目前的分析中，阿薩拉使用微量色譜和液相色譜相結合的方法，從施韋策寄給他的“棕色、粗糙的物質”中純化和分離出蛋白質成分，這些成分大約有 10 到 20 個氨基酸長。然後，他將純化後的樣品送入離子阱質譜儀，該質譜儀測量組成肽的質量，然後將其片段化並分離出其組成氨基酸序列。
阿薩拉說：“我們成功地純化了足夠的肽，以便越過質譜儀的閾值並揭示序列。”他補充說，霸王龍標本產生了七個序列。（相比之下，他從一個 60 萬年前的乳齒象樣本中獲得了 70 多個獨立的氨基酸序列，他同時分析了這個樣本。）“當你觀察這些序列集時，作為一個整體，它們與雞的序列最相似，這支援了之前的報告，即鳥類是從恐龍進化而來，或者至少與恐龍密切相關。”
在這七個序列中，有三個與雞的膠原蛋白肽序列匹配，一個與青蛙匹配，另一個與蠑螈匹配；另外兩個與多種生物匹配，包括雞和蠑螈。阿薩拉指出，恐龍和雞之間的相似性可能僅僅是因為其他動物，如鱷魚和短吻鱷，尚未對其蛋白質或基因組進行測序。但他指出，“就蛋白質無法存活超過一百萬年的假設而言，我們顯然已經證明這是錯誤的。”
施韋策說，既然該團隊已經證明可以從化石中提取分子證據，那麼通往許多其他可以進行的研究的大門正在開啟。例如，現在可以闡明已滅絕物種與現代動物之間的關係，她補充說，科學家們“可以更多地瞭解分子變化的模式以及分子進化的速率和方向”。
此外，哈佛醫學院系統生物學家劉易斯·坎特利說，阿薩拉使用的技術可以幫助醫學研究人員更多地瞭解轉移到骨骼的癌症（如前列腺癌和骨癌）中腫瘤生長的過程。他說：“我們的目標是從前列腺癌患者的骨骼中取活檢，並從針頭提取的極少量物質中，能夠對丰度非常低的蛋白質（例如驅動腫瘤的癌蛋白）進行測序，甚至識別蛋白質序列中的突變，從而告訴我們這個人為什麼會患上這種疾病。”