Phục hồi các mảnh protein 24 triệu năm từ động vật tuyệt chủng mở ra 'chương mới' của sinh học

Protein tồn tại trong men răng cổ đại lâu hơn nhiều so với phát hiện trước đây. (Nguồn: Martin Lipman)

Tuy nhiên, ADN cổ nhất được thu thập cho đến nay chỉ có niên đại khoảng 2 triệu năm. Trong khi đó, theo kết quả nghiên cứu mới nhất, protein - các cấu trúc phân tử trong tế bào - cũng mang thông tin quý giá nhưng lại có khả năng tồn tại lâu hơn nhiều.

Các nhà khoa học chiết xuất thành công protein từ răng hóa thạch của tê giác, voi và hà mã, trong đó có một số mẫu có tuổi đời từ 21-24 triệu năm. Phát hiện này được thực hiện tại những môi trường hoàn toàn khác biệt từ vùng Bắc Cực lạnh giá của Canada tới thung lũng nóng bức Turkana ở Kenya.

ADN và protein đều là các phân tử sinh học dễ phân hủy theo thời gian, nhưng protein bền hơn. ADN cổ nhất từng được biết đến có niên đại khoảng 2 triệu năm, từ các sinh vật sống ở Greenland.

Trước nghiên cứu này, các protein cổ nhất được bảo tồn đủ tốt để cung cấp thông tin về tiến hóa có niên đại chỉ khoảng 4 triệu năm.

Vì thế, phát hiện mới này mở rộng giới hạn của ngành nghiên cứu protein cổ đại - paleoproteomic - thêm nhiều triệu năm, đồng thời mở ra hướng nghiên cứu mới nhằm khám phá sâu hơn về lịch sử tiến hóa, bao gồm tổ tiên của loài người và thậm chí có thể cả khủng long.

Theo giải thích của nhà sinh học tiến hóa Daniel Green của Đại học Harvard, tác giả chính của nghiên cứu tại Kenya được công bố trên tạp chí Nature, protein được mã hóa bởi bộ gien của con người - ADN - nên chuỗi protein tiết lộ thông tin về mức độ họ hàng giữa các cá thể khác nhau, cũng như giới tính sinh học và nhiều yếu tố khác.

Một số protein có vai trò hình thành răng, cấu trúc cứng nhất và bền nhất trong cơ thể động vật.

Các nhà khoa học chiết xuất các peptide - những chuỗi hợp chất hữu cơ gọi là axit amin, thành phần cấu tạo của protein - nằm trong men răng. Trong men răng chủ yếu là khoáng chất hydroxyapatite.

Quá trình hình thành men răng chịu sự kiểm soát sinh học của protein, bởi các protein này định hình độ cứng và hình dạng của men răng theo thời gian. Vì các protein được "chôn vùi" sâu trong khoáng chất men răng nên các nhà nghiên cứu có lý do để tin rằng, các mảnh protein có thể được bảo tồn trong hàng triệu năm.

Loài người hiện đại (homo sapiens) xuất hiện cách đây khoảng 300.000 năm. Trước đây, protein cổ đại được tìm thấy trong răng của một số loài tuyệt chủng thuộc dòng dõi tiến hóa của con người, gọi là hominin. Hóa thạch hominin có nhiều ở vùng Turkana, trong đó có những hóa thạch hominin quan trọng.

Theo nhà khoa học vật lý Timothy Cleland của Viện Bảo tồn bảo tàng Smithsonian ở Maryland, đồng tác giả của nghiên cứu, phát hiện mới này hứa hẹn tiềm năng khám phá thêm về bộ protein men răng của tổ tiên loài người từ lưu vực Turkana.

Các protein được nghiên cứu thuộc về những loài động vật lớn thuộc bộ có vú trong kỷ nguyên sau khi khủng long tuyệt chủng vào cuối kỷ Mesozoi (kết thúc cách đây 66 triệu năm).

Ông Green cho biết, các hóa thạch càng lâu đời thì số lượng protein có thể tìm thấy sẽ càng giảm. Tuy nhiên, ông không loại trừ khả năng tìm thấy protein từ thời kỳ khủng long.

(theo TTXVN)