Gli scienziati estraggono proteine da una creatura preistorica fossilizzata di 24 milioni di anni fa

Un dente di 24 milioni di anni fa, rinvenuto nell'Artico canadese, contiene proteine 10 volte più antiche del DNA più antico conosciuto. Utilizzando il campione, gli scienziati hanno analizzato la più antica sequenza proteica conosciuta, riporta la CNN.

"Lo smalto è così duro che protegge queste proteine a lungo", afferma Ryan Sinclair Paterson, ricercatore presso il Globe Institute dell'Università di Copenaghen in Danimarca, che ha guidato lo studio. "È praticamente come una cassaforte. Tutto ciò che abbiamo fatto è stato aprire quella cassaforte, almeno per questo particolare fossile."

Lo studio del DNA antico conservato in ossa, fossili e detriti ha rivoluzionato l'archeologia, rivelando imperi perduti, clan misteriosi, creature dell'era glaciale e specie umane precedentemente sconosciute. Le proteine antiche promettono una rivoluzione simile per i fossili che risalgono a milioni di anni fa e attualmente sono al di là della portata cronologica del DNA antico.

Lo studio, pubblicato il 9 luglio sulla rivista scientifica Nature, dimostra l'enorme potenziale di un campo noto come paleoproteomica.

Le proteine, composte da sequenze di amminoacidi, sono più robuste del DNA, una molecola fragile che si degrada con relativa facilità, spiega la CNN. Sebbene le proteine contengano informazioni meno dettagliate, possono contribuire a rivelare la storia evolutiva di un animale, la sua dieta e, in alcuni casi, persino il sesso del fossile.

"Il prossimo passo è dimostrare che non si tratta di un singolo campione, ma di un caso fortunato", afferma il coautore dello studio, il professor Enrico Cappellini, pioniere delle tecniche per estrarre le proteine dai fossili.

"Ma potenzialmente esiste un'area di ricerca molto vasta che potrebbe essere ulteriormente chiarita e, se ci spingessimo davvero oltre, potremmo persino iniziare a studiare i dinosauri", ha aggiunto.

Cappellini e Paterson, insieme ai colleghi della York University e del Canadian Museum of Nature, hanno ricostruito le sequenze di sette proteine conservate all'interno di un dente di rinoceronte fossilizzato.

Il sequenziamento di proteine antiche implica la determinazione dell'ordine degli amminoacidi in un campione. Confrontando le sequenze con quelle di parenti viventi ed estinti, gli scienziati sono stati in grado di ricostruire informazioni sull'evoluzione del rinoceronte. L'analisi ha dimostrato che discendeva dalla stessa famiglia dei rinoceronti attuali, circa 41-25 milioni di anni fa.

"Ci sono alcune forme insolite (di specie di rinoceronte) nella documentazione fossile. C'è il rinoceronte lanoso, e forse avrete sentito parlare dell'unicorno siberiano con il corno gigante", ha detto Paterson. "Quello che siamo riusciti a fare è confrontare il nostro misterioso rinoceronte con altre specie e capire dove si colloca nell'albero genealogico."

Uno studio separato, pubblicato anch'esso il 9 luglio su Nature, che ha utilizzato campioni fossili provenienti dal bacino del Turkana in Kenya, suggerisce che le biomolecole possono persistere per milioni di anni anche in condizioni tropicali difficili.

Lo studio, che ha analizzato i fossili di 10 mammiferi, tra cui parenti degli elefanti moderni, degli ippopotami e dei rinoceronti, è stato pubblicato dai ricercatori dell'Institute of Museum Conservation dello Smithsonian Institution e dell'Università di Harvard.

Hanno estratto proteine da cinque fossili di età compresa tra 1,5 e 18 milioni di anni e hanno scoperto che anche nelle regioni tropicali con temperature elevate, gli scienziati potevano estrarre proteine preistoriche che avrebbero potuto rivelare legami tra gli antichi elefanti e rinoceronti e i loro parenti moderni.

Sebbene le informazioni contenute nelle proteine keniote non siano dettagliate quanto quelle presenti nei fossili canadesi, gli autori dello studio hanno affermato che la loro presenza nei tessuti dello smalto di una delle regioni più calde del mondo fa sperare che le proteine possano essere trovate in fossili molto più antichi.

"Abbiamo avuto un successo straordinario. Siamo tornati indietro di circa 18 milioni di anni. Credo che tornare indietro nel tempo dovrebbe essere possibile", ha affermato l'autore dello studio Timothy Cleland, fisico presso l'Institute of Museum Conservation.

Lo studio del fossile canadese è stato "solido e molto interessante", ha affermato Maarten Dehnens, ricercatore presso l'Università di Gand, in Belgio. Dehnens, tuttavia, non coinvolto in nessuno dei due studi, ha affermato che la metodologia utilizzata per studiare i fossili kenioti era complessa e meno collaudata. I risultati dei ricercatori, ha aggiunto, sono più difficili da interpretare e richiedono una valutazione più attenta.

Evan Saitta, paleontologo e ricercatore associato al Field Museum of Natural History di Chicago, ha affermato che è "scioccante" trovare proteine conservate in fossili in climi tropicali, aggiungendo che i risultati devono essere replicati. Era stato suggerito che le basse temperature fossero necessarie per rallentare la degradazione delle proteine. "Se fosse vero, sarebbe molto facile replicarlo", ha affermato. "Dovremmo essere in grado di visitare tutti i diversi siti fossili in tutto il mondo e trovare peptidi dello smalto".

Ottenere proteine da fossili di quest'epoca sarebbe il sogno di ogni paleontologo, ha affermato Matthew Collins, professore di paleoproteomica presso l'Università di Cambridge nel Regno Unito, il quale ha concordato che lo studio sui fossili canadesi è più avvincente.

"È incredibile. È davvero entusiasmante, ma allo stesso tempo ero molto frustrato nel pensare che avessimo proteine davvero antiche e non le avessimo", ha aggiunto Collins, che ha cercato di recuperare proteine da fossili di dinosauro.

Secondo uno studio pubblicato nel 2024, Collins e Saitta facevano parte di un team che ha scoperto amminoacidi in un frammento di guscio d'uovo di titanosauro. L'uovo era stato deposto da un sauropode erbivoro, un enorme dinosauro dal collo lungo vissuto nel tardo Cretaceo, poco prima dell'estinzione dei dinosauri, avvenuta 66 milioni di anni fa. Tuttavia, il guscio d'uovo di dinosauro era privo di sequenze proteiche identificabili. Saitta ha affermato che i loro risultati erano simili all'identificazione di cinque lettere in un romanzo, rivelando solo uno schema di decadimento che suggeriva che un tempo nel guscio d'uovo ci fossero state proteine. "Non è rimasta alcuna sequenza, nessuna informazione, solo piccoli mattoncini Lego individuali di amminoacidi", ha affermato Collins.

Ottenere informazioni sulle proteine da un dente di dinosauro è un compito arduo, e Saitta ha affermato di aver abbandonato la ricerca di proteine nei fossili di dinosauro a favore di quesiti di ricerca più interessanti. Sottolinea che i fossili di dinosauro non solo sono molto più antichi dei fossili dei due studi, ma risalgono anche per la maggior parte al periodo di "caldo clima globale", quando non c'erano calotte glaciali. Inoltre, i fossili di dinosauro sono sepolti in media a una profondità molto maggiore e quindi esposti a un calore geotermico molto maggiore. Non è inoltre chiaro se i dinosauri avessero uno smalto sufficientemente spesso da preservare le proteine, ha aggiunto.

Cappellini e Paterson hanno affermato che potrebbe essere possibile estrarre informazioni utili sulle proteine dai fossili di dinosauro entro 10 anni, sebbene altre questioni interessanti, come come i mammiferi siano arrivati a dominare il pianeta dopo l'estinzione dei dinosauri, debbano essere prima esplorate. "Penso che potrebbero esserci proteine di dinosauro conservate in alcuni luoghi fin dall'antichità. Forse possiamo provarci", ha detto Paterson.