Парк юрского периода: Ученые хотят извлечь ДНК из костей динозавров
Остатки ДНК могут скрываться в окаменелостях динозавров возрастом 125 миллионов лет, найденных в Китае. Если микроскопические структуры действительно являются ДНК, они были бы самым старым зарегистрированным сохранением хромосомного материала в окаменелости позвоночных.
Исследователи сообщили о возможных структурах клеточного ядра в окаменелостях растений и водорослей, возраст которых насчитывает миллионы лет. Ученые даже предположили, что набор микрофоссилий, датируемых 540 миллионами лет назад, может содержать сохранившиеся ядра.
Эти утверждения часто противоречивы, потому что может быть трудно отличить окаменелое ядро от случайного сгустка минерализации, образовавшегося в процессе окаменения.
В новом исследовании, опубликованном 24 сентября в журнале Communications Biology, исследователи сравнили окаменелые хрящи пернатого динозавра размером с павлина - каудиптерикса - с клетками от современных кур; они обнаружили в окаменелостях структуры, очень похожие на хроматин или нити ДНК и белка.
"Тот факт, что они видят это, действительно интересен, и он предполагает, что нам необходимо провести дополнительные исследования того, что происходит с ДНК и хромосомами после гибели клеток", - сказала Эмили Карлайл, докторант Бристольского университета в Англии, изучающая микроскопические окаменелости и их сохранение в лаборатории.
Чтобы ответить на очевидный животрепещущий вопрос: нет, мы еще далеки от воскрешения динозавров из их окаменелой ДНК.
"Если там есть какая-либо ДНК или ДНК-подобная молекула, она будет - как научное предположение - очень, очень химически модифицированной и измененной", - написала Алида Байель, палеобиолог из Китайской академии наук, которая руководила новым исследованием.
Однако, сказала Байель, если палеонтологи смогут идентифицировать хромосомный материал в окаменелостях, они могут когда-нибудь распутать фрагменты генетической последовательности. Это могло бы рассказать немного больше о физиологии динозавров.
Но сначала исследователи должны выяснить, существует ли вообще ДНК. До недавнего времени большинство палеонтологов считало, что гниение и распад уничтожают содержимое клеток до того, как окаменелость могла произойти.
Любые микроскопические структуры внутри клеток считались разрушенным содержимым клетки, например органеллы и мембраны, которые сгнили до минерализации, сказала Карлайл.
Однако совсем недавно палеонтологи обнаружили настоящие клеточные структуры в нескольких окаменелостях. Например, клетки папоротника возрастом 190 миллионов лет, описанные в 2014 году в журнале Science, были погребены в вулканическом пепле и окаменели так быстро, что некоторые из них замерзли в процессе деления клеток. В некоторых из этих клеток видны безошибочные хромосомы.
В 2020 году Байель и ее коллеги сообщили о возможном сохранении ДНК в черепе младенца гипакрозавра, разновидности утконосого динозавра, который жил 75 миллионов лет назад, найденного в Монтане. Возможная ДНК была обнаружена в хряще, соединительной ткани, из которой состоят суставы.
"Нас особенно интересовал хрящ, потому что это очень хорошая ткань для сохранения клеток, возможно, даже больше, чем кость", - сказала Байель.
Для нового исследования исследователи обратились к хорошо сохранившемуся экземпляру каудиптерикса, хранящемуся в Шаньдунском музее природы Тяньюй в Китае.
Первоначально обнаруженная в северо-восточной провинции Ляонин, окаменелость имеет достаточно сохранившийся хрящ, который исследователи окрашивали теми же красителями, которые используются для изображения ДНК в современных тканях. Эти красители связываются с ДНК и превращают ее в определенный цвет в зависимости от красителя, позволяя ДНК выделяться на фоне остальной части ядра.
Изучая окрашенный окаменевший хрящ с помощью нескольких методов микроскопии, Байель и ее команда показали, что хрящевые клетки содержат структуры, которые выглядят точно так же, как ядра со скоплением хроматина внутри.
Однако сходство окрашенных ядер динозавров с современными клетками не доказывает, что внутри них есть ДНК, предостерег Байель.
По словам Карлайл, изображение определенно показывает ядра, но идентифицировать окаменелые хромосомы труднее, потому что на самом деле никто не знает, что происходит с хромосомами при их распаде. Возможно, что содержимое ядра может просто схлопнуться в структуры, которые выглядят как хромосомы, но на самом деле представляют собой беспорядочную массу бессмысленного минерализованного мусора; также возможно, что процесс окаменения сохраняет некоторую часть исходной молекулярной структуры.
(Одно исследование 2012 года предполагает, что ДНК в кости полностью разрушится примерно через 7 миллионов лет, но время может сильно зависеть от факторов окружающей среды.)
Байель и ее коллеги надеются собрать больше химических данных, чтобы установить личность загадочных структур.