Остатки органических молекул обнаружены в ядрах клеток динозавров

Группа ученых из Института палеонтологии и палеоантропологии позвоночных (IVPP) Китайской академии наук и из музея природы Шаньдун Тяньюй (STM) выделила прекрасно сохранившиеся хрящевые клетки у динозавра возрастом 125 миллионов лет. Клетки содержат ядра с остатками органических молекул и хроматина.

Динозавр, названный Caudipteryx, был маленьким всеядным животным размером с павлина с длинными перьями на хвосте. Он бродил по берегам мелких озер биоты Джехол в провинции Ляонин в раннем меловом периоде.

«Геологические данные, накопленные за эти годы, показали, что сохранение окаменелостей в биоте Джехол было исключительным из-за мелкого вулканического пепла, погребшего трупы и сохранившего их до клеточного уровня», — сказал Ли Чжихэн, доцент IVPP и соавтор исследования.

Ученые извлекли кусок дистального суставного хряща из правой бедренной кости образца, декальцинировали его и использовали различные микроскопические и химические методы для его анализа. Они поняли, что все клетки были минерализованы путем кварцевания после смерти животного. Это силицификация, скорее всего, и способствовала отличной сохранности этих клеток.

Они также обнаружили два основных типа клеток: клетки, которые были здоровыми на момент окаменения, и не очень здоровые клетки, которые были пористыми и окаменелыми в процессе умирания. «Возможно, что эти клетки уже умерли еще до того, как само животное умерло», — сказала Алида Байльеул, доцент IVPP и автор исследования.

Смерть клеток — это процесс, который происходит естественным образом на протяжении всей жизни всех животных. Но возможность поместить окаменелую клетку в определенное место в клеточном цикле — довольно новое явление в палеонтологии. Это одна из целей ученых IVPP: улучшить изображение клеток в окаменелостях.

Кроме того, команда ученых выделила некоторые клетки и окрасила их химическим веществом, используемым в биологических лабораториях по всему миру. Это пурпурное химическое вещество, называемое гематоксилином, связывается с ядрами клеток. После окрашивания материала динозавра одна клетка динозавра показала фиолетовое ядро ​​с некоторыми более темными фиолетовыми нитями. Это означает, что у клетки динозавра возрастом 125 миллионов лет есть ядро ​​настолько хорошо сохранившееся, что оно сохраняет некоторые оригинальные биомолекулы и нити хроматина.

Хроматин в клетках всех живых организмов на Земле состоит из плотно упакованных молекул ДНК. Таким образом, результаты этого исследования предоставляют предварительные данные, позволяющие предположить, что остатки оригинальной ДНК динозавров все еще могут быть сохранены. Но чтобы точно это проверить, ученым нужно проделать больше работы и использовать химические методы, которые намного более совершенны, чем окрашивание, которое они использовали здесь.

«Давайте будем честными, мы, очевидно, заинтересованы в окаменелых клеточных ядрах, потому что именно там должна быть большая часть ДНК, если ДНК была сохранена», — сказала Алида Байлеул. В прошлом году она опубликовала другое исследование, в котором сообщается об исключительной сохранности ядер и биомолекул в хрящевых клетках динозавра из Монтаны. «Итак, у нас есть хорошие предварительные данные, очень интересные данные, но мы только начинаем понимать клеточную биохимию в очень старых окаменелостях».

Команда исследователей настаивает на том, что им необходимо провести еще много анализов и даже разработать новые методы, чтобы понять процессы, которые могут позволить сохранение биомолекул в клетках динозавров, потому что никто никогда не секвенировал ДНК динозавров. В сообществе древних ДНК методы секвенирования используются для подтверждения того, что древняя ДНК сохранилась в окаменелостях. До сих пор эти методы работали только с молодыми окаменелостями (не намного старше одного миллиона лет), но они никогда не работали с материалом динозавров. Считается, что динозавры слишком стары, чтобы сохранять какую-либо ДНК. Однако химические данные, собранные учеными, говорят об обратном.

Несмотря на то, что необходимо собрать больше данных, это исследование определенно показывает, что ископаемые клетки динозавров возрастом 125 миллионов лет не могут считаться 100% горными породами. Они не полностью «окаменели». Вместо этого они все еще содержат остатки органических молекул. Теперь очень важно точно выяснить, что это за молекулы, сохраняют ли они какую-либо биологическую информацию и остатки ДНК.

Исследование было опубликовано в журнале Communications Biology.