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打破DNA極限!科學家復活2400萬年前蛋白質 解鎖遠古演化史


科學家達成一項里程碑式的突破,成功從距今2400萬年的動物牙齒化石中,提取並定序出古老的蛋白質。這項發現將分子考古學的時鐘大幅往回撥了數千萬年,為探索深層演化史開啟了全新大門。

近年來,科學家雖在提取古DNA方面取得進展,但其保存極限僅約200萬年,更久遠的過去始終成謎。蛋白質作為構成細胞的分子機器,不僅蘊含演化訊息,其韌性也遠超DNA。哈佛大學演化生物學家格林(Daniel Green)表示,這項跨國研究證明,蛋白質能長久保存在世界各地的古老化石中。

此次,兩個獨立團隊分別在環境截然不同的地點取得成功:一組在肯亞酷熱的圖爾卡納地區,從犀牛、大象與河馬等動物的牙齒化石中,獲得150萬至1800萬年前的蛋白質;另一組則在加拿大極地的豪頓隕石坑(Haughton Crater),從一枚2400萬年前的已滅絕犀牛牙齒碎片中提取出蛋白質。

這項被稱為「古蛋白體學」(paleoproteomics)的技術,關鍵在於從「牙釉質」(tooth enamel)中提取。格林解釋,牙釉質是動物體內最堅硬的結構,蛋白質在形成過程中會被深埋其中,如同封存在「時間膠囊」裡,因此得以保存數百萬年。

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哥本哈根大學研究員派特森(Ryan Sinclair Paterson)指出,古蛋白質能為太過古老而無法保存DNA的樣本提供分子數據,有助於釐清整個生命樹的演化關係。

此技術對探索人類起源尤具潛力。由於已知許多重要的人類始祖(hominins)化石出土於圖爾卡納地區,這次的成功,為未來探索人類遠古祖先的蛋白質組學帶來希望。

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那麼,技術極限在哪?是否可能觸及6600萬年前的恐龍時代?格林坦言,越古老的化石,能檢測到的蛋白質數量就越少,但他並未排除此可能性,並稱更新、更好的方法,或許能將古蛋白體學推向中生代。

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