Problemer med dinosaurknogler

(Divaneth-Dias/Getty Images)

Blodsugende insekter, fanget i rav i millioner af år, udvundet for deres blodfyldte maver, med blodet analyseret for gammelt DNA.

Ved første øjekast den videnskabelige forklaring på genoplivningen af dinosaurer i Jurassic Park lyder ikke for langt ude. Det blev betragtet som en reel mulighed på det tidspunkt, hvor bogen blev skrevet.

Der er bare et problem – fanget i rav eller ej, DNA kan ikke lide at hænge fast. Selv under de bedste forhold vurderer forskere, at læsbart DNA nedbrydes fuldstændigt 1,5 millioner år , toppe.



Det asteroide indvirkningen, der udslettede dinosaurerne, fandt sted for 65 millioner år siden, så der er titusinder af millioner år i mellemtiden, hvilket betyder masser af DNA-nedbrydning.

Enhver videnskabsmand, du vil spørge, vil fortælle dig det Jurassic Park er det eneste sted, du snart vil se dinosaurer klonet. Men dermed ikke sagt, at palæontologer er fuldstændig enige om, hvad der udgør verdens ældste dechifrerbare genetiske materiale.

'At sige, at du kan klone en dinosaurus – det er Jurassic Park , det er ikke videnskab,« siger palæobiolog Alida Bailleul fra det kinesiske videnskabsakademi til Energyeffic.

'Vi gør ikke dette for at klone en dinosaur ... vi prøver bare at forstå, om vi kan få adgang til noget af det genetiske materiale.'

Bailleul er blevet et af ansigterne for diskussionen på dette område af palæontologi, efter at have opdaget, hvad hun mener kunne være det ældste delvist intakte DNA, der nogensinde er fundet i et eksemplar af dinosauren Hypacrosaurus .

Skeletmontering af Hypacrosaurus altispinus . (Etemenanki3/Wikimedia/CC BY-SA 4.0)

I de sidste par årtier har utallige opdagelser skubbet datoen for det ældste læsbare genetiske materiale tilbage.

I 2013, en 700.000 år gammel hestefossil frosset i permafrost blev det ældste DNA, der nogensinde er sekventeret . Før det var det ældste sekventerede genom fra resterne af en 80.000 år gamle Denisovan .

Derefter,tidligere i år, annoncerede videnskabsmænd, at de havde sekventeret DNA fra en 1,2 millioner år gammel mammuttand – som i øjeblikket har rekorden for det ældste genvundne og sekventerede DNA.

På grund af DNA's skrøbelighed tror nogle videnskabsmænd, at det kan være det ældste, vi får, i det mindste med hensyn til dechifrerbart genetisk materiale, der ikke er så nedbrudt, at det er værdiløst.

DNA har en halveringstid på 521 år, hvilket betyder, at halvdelen af ​​bindingerne i dens molekylære rygrad brydes efter 521 år. Efter 1.042 år ville halvdelen af ​​den resterende del også være væk.

Under absolut uberørte forhold ville den sidste binding bryde efter 6,8 millioner år, men du vil sandsynligvis have mange problemer med at læse noget overhovedet efter omkring en million år, siger forskere.

'Jeg tror ikke, man kan stole på noget mere end det,' ældgammel DNA-ekspert Sally Wasef fra Griffith University i Australien fortalte Energyeffic.

'Og det er ikke kun, at det ikke er til at stole på. Det handler om, hvor meget information det vil give dig. Det er måske et lille stykke bevaret, men ville det være nok til at give dig god information?'

Ethvert menneskes genom består af 3,2 milliarder 'basepar', byggestenene i DNA (deoxyribonukleinsyre), der koder for vores genetiske instruktioner. Alle levende væsener på planeten bruger disse DNA-basepar til at gemme deres genetiske information, og de fleste pattedyr har et tilsvarende antal basepar til at kode hvert eneste hår, flipper eller horn.

For at finde ud af de fleste fysiske forskelle mellem to personer, kan du analysere små ændringer af disse basepar kaldet enkelt nukleotid polymorfismer (SNP'er). I nogle sygdomme vil kun én SNP blive ændret, mens øjenfarve kan involvere en håndfuld , og nogle befolkningsdækkende træk kan tage hundredvis af disse små ændringer.

For at tænke på det på en anden måde, hvis du leverede en prøve af dit DNA til et genetiktestfirma som 23andMe, ville de se på 640.000 af dine SNP'er – hvilket lyder af meget, men de analyserer faktisk kun omkring 0,02 procent af hele genomet.

Med så meget kompleksitet i et genom, bliver det hurtigt kompliceret, hvis milliarder af disse basepar bliver nedbrudt, hvilket kun efterlader dele af puslespillet med at tilbyde fysisk genetisk information.

Hypacrosaurus altispinus restaurering. (ABelov2014/CC BY 3.0)

Wasef bruger analogien med, at vores DNA er som en computerharddisk. 'Hvis harddisken er et sikkert sted, hvor den ikke er udsat for en masse faktorer, der beskadiger den, vil den være velbevaret,' forklarer hun.

'Men når først denne harddisk bliver angrebet af vira , begynder du at æde dig ind i dine data.'

Selv det meget velbevarede 700.000 år gamle heste-DNA var korrumperet nok til, at det måtte være omhyggeligt sat sammen igen af ​​Københavns Universitets forskere , mens man samtidig fjerner eventuelt bakterielt DNA, der var blevet blandet ind og også ekstraheret.

I sidste ende lykkedes det, på trods af deres indsats, holdet - ledet af antropobiolog Ludovic Orlando - kun at genvinde 73 proteiner, langt fra de 20.000 eller deromkring, der udgør hele hestens genom.

At identificere 73 proteiner er selvfølgelig en stor bedrift, hvis man vil analysere genomiske ændringer i hestearter gennem tiderne. Men for at prøve noget som kloning, skal du kende hvert eneste basepar i genomet – så vi vil ikke se nogen ældgamle hestearter galoppere rundt i den nærmeste fremtid.

Kloning af en dinosaur er altså ude af bordet, og givet DNA's begrænsede levetid, virker det ikke sandsynligt, at der alligevel ville være noget nyttigt dinosaur-DNA tilbage at finde.

Men Bailleul og hendes team opdagede for nylig noget, der har udløst både begejstring og skepsis i det gamle DNA-forskningsmiljø – tegn på DNA inde i et dinosaurfossil, millioner af år efter sidste anvendelsesdato.

Mens du analyserer en baby dinosaur kaldet Hypacrosaurus fra den sene kridttid fandt de utroligt velbevaret brusk. Inde i brusken opdagede de cellelignende strukturer, der inkluderede materiale, der lignede DNA i de udførte tests.

'Vi isolerede nogle celler fra dinosauren, og vi farvede dem med DNA-farver,' siger Bailleul.

'Inde i dinosaurcellerne ser det ud til, at der stadig er noget materiale, der reagerer med DNA-farven.'

(Bailleul et al., National Science Review, 2020)

Ovenfor: Kromosomlignende strukturer fra Hypacrosaurus-dinosauren.

Der er kun ét problem: Den pågældende dinosaur er mellem 74 og 80 millioner år gammel – alt for gammel til stadig at have intakt DNA.

På grund af dette forårsagede resultaterne nogle kontrovers i palæontologiverdenen , hvor mange forskere mener, at prøven bare er for gammel til at være ægte dinosaur-DNA, hvor resultaterne sandsynligvis afspejler en form for moderne genetisk forurening i prøverne i stedet.

Desværre er der ingen måde at kontrollere resultatet på. Når man arbejder med en meget lille mængde potentielt DNA, er de metoder, forskerne bruger, destruktive – hvilket betyder, at prøverne ødelægges, mens de bliver analyseret.

Du skal med andre ord vide, hvad du sigter efter at opnå, før du går i gang.

'Det skal være et meget godt mål, ellers spilder du bare prøven for at bevise, at DNA kan leve,' forklarer Wasef.

På trods af andre forskeres tvivl, mener Bailleul stadig, at det er ægte dinosaur-DNA, som hendes hold fandt - ikke kontaminering af prøverne.

'Alle siger: 'Okay, der er ikke mere DNA efter 1 million år, det bliver for nedbrudt, for modificeret, du kan ikke få noget.' Og så alligevel, her har vi denne prøve,' siger hun.

'Det giver ikke videnskabelig mening at sige, at det er kontaminering … [Det forurenede DNA] ville ikke bare være inde i cellen. Det ville også være rundt omkring«.

Men DNA er ikke den eneste måde at finde genetisk information om gamle væsner på.

I 2019, det samme hold, der analyserede hestens DNA annonceret de havde udvundet genetisk information fra tandemaljen på en 1,77 millioner år gammel næsehornsart.

I stedet for at se på selve DNA'et analyserede holdet proteinerne, bestemte aminosyrerne og reverse-manipulerede en lille DNA-sekvens ud af den information.

'Folk ser på det ældgamle protein som et nyt værktøj til at gå, hvor det ældgamle DNA stopper,' siger Wasef.

Desværre har gammelt protein lignende problemer som nedbrudt DNA. Du kan se noget information fra rekonstruktion af DNA fra protein, men det er kun en lille (og ikke nøjagtig) prøve af genomet.

For eksempel arbejder hvert basepar (eller bogstav) i et genom med baseparrene ved siden af ​​for at skabe større og større strukturer. Grupper af tre basepar koder for specifikke aminosyrer , som så koder for specifikke proteiner. Men der er redundanser og dubletter i denne kode, så det er komplekst at arbejde baglæns.

'Kombinationen af ​​bogstaver i DNA kan lave forskellige aminosyrer, og de forskellige aminosyrer kan lave det samme protein,' forklarer Wasef.

'Så du kan ikke rigtig oversætte det samme protein tilbage til DNA.'

DNA-transskription, translation og proteinfoldning. (Biology Corner/CC BY-NC-SA 4.0)

På trods af disse problemer tror mange forskere, at gammelt protein virkelig er den næste grænse for forskning i oldtidens genetik. Du kan stadig hente vigtig information fra disse fossiliserede proteiner, og nogle oplysninger er bedre end ingenting.

I 2016, forskerefundet 3,8 millioner år gamle proteiner i strudseæg. Selvom proteinet ikke blev sekventeret i det tilfælde, viser det stadig, at protein har en meget længere holdbarhed end DNA.

Lige nu forventes de teknikker, vi har til rådighed til at analysere proteiner, at skubbe alderen for den ældste genetiske sekventering et par millioner ekstra år tilbage, selvom det stadig er uvist, om dette vil strække sig helt tilbage til dinosaurernes regeringstid.

Ikke desto mindre mener både Wasef og Bailleul, at teknologierne, der styrker gammel genetisk forskning, hurtigt bliver bedre. Bare fordi vi ikke kan gøre det i dag, betyder det ikke, at vi ikke kan i morgen.

'Når folk spørger mig, 'Er det umuligt at få gammelt DNA fra dinosaurer?', siger jeg ja,' forklarer Wasef.

'Men da jeg begyndte at lave gammelt DNA i 2009, blev det, vi gør nu, anset for umuligt.'

Populære Kategorier: Miljø , Fysik , Natur , Tech , Forklarer , Mening , Samfund , Plads , Sundhed , Ukategoriseret ,

Om Os

Offentliggørelse Af Uafhængige, Beviste Fakta Om Rapporter Om Sundhed, Rum, Natur, Teknologi Og Miljøet.