Forschung an 20 Millionen Jahre alten Proteinen führt zu evolutionären Studien

Eine bahnbrechende Studie, die in „Nature“ veröffentlicht wurde, gibt die Entdeckung von Proteinsequenzen aus einem über 20 Millionen Jahre alten Nashornfossil bekannt und verschiebt damit die Grenzen der Erforschung alter Proteine um Millionen von Jahren.

Prähistorische Proteine, die über 20 Millionen Jahre alt sind, revolutionieren die Evolutionsforschung. Eine in Nature veröffentlichte Studie beschreibt die Extraktion und Sequenzierung uralter Proteine aus dem Zahnschmelz eines Nashornzahns, der in der kanadischen Hocharktis gefunden wurde und aus dem frühen Miozän – vor 21 bis 24 Millionen Jahren – stammt. Sie eröffnet neue Perspektiven für die Paläoproteomik: Dieses „beispiellose Ergebnis“, so die Wissenschaftler, „verzehnfacht den Zeitrahmen wiederherstellbarer und evolutionär informativer Proteinsequenzen im Vergleich zur ältesten bekannten DNA.“

Das Projekt wurde von Ryan Sinclair Paterson geleitet und von Enrico Cappellini von der Universität Kopenhagen, Dänemark, geleitet. Grundlegend für die Forschung war der Beitrag von Gabriele Scorrano von der Universität Rom Tor Vergata, Raffaele Sardella von der Sapienza-Universität Rom – Fakultät für Geowissenschaften – und Luca Bellucci vom Museum für Geologie und Paläontologie der Universität Florenz. Laut einer Pressemitteilung auf der Sapienza-Website stellten sie ein etwa 400.000 Jahre altes Nashornzahnexemplar von der archäologisch-paläontologischen Stätte Fontana Ranuccio in der Provinz Frosinone zur Verfügung und analysierten es. Das Exemplar diente als Zwischenreferenz zwischen den jüngeren Proben (mittelalterlichen Exemplaren) und dem viel älteren, das in dieser Studie analysiert wurde, und ermöglichte einen direkten Vergleich der Proteinkonservierung über die Zeit.

Diese Forschung, so heißt es, markiere einen Wendepunkt für die Paläoproteomik, die Erforschung urzeitlicher Proteine. Obwohl urzeitliche Proteine in Fossilien aus dem mittleren bis späten Miozän (etwa den letzten 10 Millionen Jahren) gefunden wurden, war die Gewinnung von Sequenzen, die detailliert genug waren, um evolutionäre Beziehungen belastbar zu rekonstruieren, bisher auf Proben beschränkt, die nicht älter als 4 Millionen Jahre waren. Die neue Studie erweitert dieses Zeitfenster deutlich und zeigt das außergewöhnliche Potenzial von Proteinen, unter den richtigen Bedingungen über riesige geologische Zeiträume hinweg zu überdauern.