Mechanismy měkkých tkání a bílkovin uchování v Tyrannosaurus rex

stávající představa, že měkké tkáně architektury a nativní proteiny, může být zachována po geologickém čase je kontroverzní, neboť metody, jako zachování nadále být prozkoumány a dobře definované. V nové studii, Elizabeth M. Převozník a kolegy na oddělení Inženýrství, Paleontologie, Biologické Vědy, Materiály a Inženýrství a moderní Zdroj Světla v USA, testováno síťovací mechanismy pro konzervované tkáně architektury. Jsou použity dva non-enzymatické, strukturální protein mechanismy, Fenton chemie glykace a prokázat své případné příspěvky na zachování cévních struktur se zotavil z kortikální kosti Tyranosaurus rex (T. rex; USNM 555 000, dříve MOR 555). Prokázali blé (náhodnosti) fosilní plavidla tkání a přítomnost kolagenu typu I v nejvzdálenějších plavidla vrstev pomocí zobrazování, difrakce, spektroskopie a imunohistochemie.

odvozovali data ze studií synchrotronové Fourierovy transformace (SR-FTIR) na T. Rex plavidla analyzovat jejich zesíťování charakter a porovnal je s kontrolními kuřecími vzorky ošetřených podobně s těmito dvěma technikami. Vědci poskytli rentgenové mikroprobové analýzy chemického stavu fosilních tkání na podporu zachování nádob T. rex, jak bylo pozorováno pomocí vyšetřovacích metod. Boatman et al. navrhnout, že pozorované tkáně stabilizaci zesíťovává bude hrát důležitou roli pro zachování další mikrovaskulární tkáně v kosterní prvky z Druhohor. Práce je nyní publikována na vědeckých zprávách.

Paleontologové našli duté, ohebné a průhledné nádoby-jako struktury z kosterních prvků fosilních obratlovců, včetně non-avian dinosaurů a aplikuje mnoho technik k identifikaci jejich endogenní proteiny jako je kolagen a elastin. Výzkumníci použili hmoty-spektroskopie sekvenování k identifikaci izolovaných cév zotavil z non-avian dinosaurů na podporu přítomnosti obratlovců-specifické cévní proteinů v minulosti. Například, oni zdokumentovány punc 67-nanometrů-pruhy vzor typické pro kolagen typu I po osvobození bílkovin přes demineralizace, následuje další studie k ověření přítomnosti typ I kolagenu v cévní kanály z sauropodní dinosaurus žebro z přibližně 190 miliony lety pomocí FTIR a Ramanovy analýzy. Zatímco výzkumné týmy vyvinuly řadu metod, které vysvětlují neočekávané uchování, experimentální testování navrhovaných mechanismů musí být prováděno rutinně a široce.

v této práci, Boatman et al. identifikoval a testoval možný přínos souboru experimentů k zachování cévní architektury kompaktní kosti fosilie Tyrannosaurus rex. Očekávají, že práce položí možný základ pro další studie zachování měkkých tkání získaných z druhohor nebo novějších fosilií. Stěny cév obratlovců obsahují tři odlišné vrstvy včetně tunica intima (nejvnitřnější), Tunica media a tunica externa (nejvzdálenější vrstva). Díky svým jedinečným molekulárním složením mohou vědci odlišit složky morfologicky a chemicky. Například elastin je spirálový protein specifický pro obratlovce, který nabízí odolnost vůči změnám tlaku v cévních stěnách. Kolagen je také specifický pro obratlovce a představuje převládající frakci krevních cév, které slouží jako jejich strukturální základ. Od elastinu a kolagenu obsahují punc funkce identifikovatelné na molekulární struktura a složení, Převozník et al. navrhuje se studovat dva proteiny v zbytkových dinosauřích cévách.

výzkumný tým předpokládal přínos časných diagenetických (fyzikálních a chemických) procesů k přežití T. Rex microvaskulature z hlubokého času. Otestovat to, Boatman et al. nejprve provedla SR-FTIR analýzy k pochopení crosslink znak v jejich kontrolní vzorek kuřecí kolagen typu I bílkovin. Jsou vyvolané zesíťovává v proteinu pomocí Fentonova činidla nebo ion-katalyzované glykace techniky následuje využití přenosové SR-FTIR otestovat každou tkáň. Pozorovali intramolekulární zesíťovává tvořil v kuřecích tkáních být nezralé kvůli jejich nedostatku expozice cesty nutné tvořit mezimolekulární zesíťovává nebo pokročilé glykace konečného výrobku (Věkové kategorie).

pro testování architektury nádob T. rex na endogenní proteiny vědci osvobodili tři typy cév z demineralizované kortikální kosti T. rex. Poté použili mikroskopii viditelného světla (VLM) k jejich charakterizaci jako:

1. Rozsáhlé, hnědá-barevný ohebný sítí
2. Roztříštěné neprůhledné struktury
3. Roztříštěné semi-průsvitné konstrukce

Jsou spolu energeticky disperzní rentgenové spektroskopie (EDS) pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM), stejně jako mikro-zaměřena X-ray fluorescence (µXRF) spektroskopie potvrdit rozdíly v tkáňové vzorky různého složení. Tým se zaměřil na poddajné cévní sítě kvůli jejich podobně jako stávající kostní tkáň, která pravděpodobně udržovala minimální změnu.

když Boatman et al. studovali ohebné nádoby T. rex pomocí SEM, pozorovali vláknité struktury na jejich nejvzdálenějším povrchu. Kombinované vlastnosti byly v souladu s vlastnostmi pozorovanými u existujících cév uvolněných z kortikální kosti a s fibrilárním kolagenem. Tým analyzoval spektrum Sr-FTIR cév T. rex k detekci dominantních pásů pozorovaných v léčených existujících i starých tkáních. Zejména, amid jsem kapelu na dinosauří tkáně se nachází na převažující α-helix struktury v souladu s zralé (zesíťovaný) fibrilární kolagen. Výzkumný tým poté provedl studie imunohistochemie (IHC)k identifikaci epitopů specifických pro proteiny strukturních proteinů elastinu a kolagenu typu I.

vědci zvýšil protilátky proti všechny komponenty z existující vaskulatury pozorovat pozitivní vazba v dinosaur cévních stěn. Pomocí fluorescenčního filtru zachytili lokalizaci a distribuci komplexů protilátka-antigen (zelená fluorescence). Reakce dinosauřích cév na aktinové protilátky se objevila jako tenká a rovnoměrně rozložená vrstva. Protilátky zvýšené proti svalovému proteinu tropomyosin se objevily s větší intenzitou na stěnách cév. Dinosauří cévy také naznačovaly přítomnost kolagenových protilátek typu I, i když elastinové protilátky vykazovaly větší intenzitu. Tyto dva proteiny byly dobrým cílem fosilních studií kvůli vysoké evoluční ochraně v určitých oblastech. Nepozorovali reaktivitu dinosauřích cév na protilátky proti bakteriálnímu peptidoglykanu (což naznačuje, že nedošlo k mikrobiální kontaminaci).

Boatman et al. testovaný T. rex plavidla struktur pochopit, pokud post-mortem strukturální protein síťování zvyšuje jejich odolnost vůči degradaci nebo diagenetický změny. Za tímto účelem se zaměřili na fibrilární kolagen pomocí přenosových spekter SR-FTIR, aby navrhli posmrtné zesítění během procesu uchování tkáňové architektury. Tyto spektrální vlastnosti byly dříve zaznamenány, ale nejsou projednána se brzy Jurassic sauropodomorphs a křídy kosti. Vědci pak léčili bulk T. rex tkáně s borohydrid sodný (NaBH4) na snížení karbonylových skupin v rámci nezralé zesíťovává a zvýšit non-peptid karbonylové absorpce intenzity. Sacharidů absorpční pásma v T. rex tkáně byly v souladu s Věky (pokročilé glykace konečného výrobku). Po léčbě data naznačují, že tkáně T. rex mají jak intramolekulární, tak intermolekulární typy zesítění.

Když vědci zmapovali prvků v tkáni pomocí µXRF, se ukázalo, železo (Fe) jako jediný kov soustředěna v rámci dinosaurus plavidla tkání při nahrávání baryum (Ba) v rámci semi-průsvitné nádoby odlitků. Pomocí mikroskopie s rozšířenou absorpcí mikro X-ray blízko okraje pozorovali Fe3+ vložené do stěn cévy. Vědci prokázala přítomnost jemně krystalického goethitu (α-FeO(OH)); minerální dříve zjištěno v cévní tkáně zotavil ze dvou různých dinosauřích jedinců.

tímto způsobem Elizabeth m. Boatman a jeho kolegové prokázali přítomnost endogenních proteinů obratlovců v strukturách dinosaurů měkkých tkání. To zahrnovalo přítomnost kolagenu typu I v souladu s vaskulaturou u existujících obratlovců. Data podporovala dvoustupňový mechanismus, který stabilizoval biomolekuly a architekturu cév po smrti organismu, aby podpořil jejich zachování v kosterních prvcích. Tým předpokládal, že fenton a glykační dráhy zprostředkované železem mohly přispět ke zvýšení T. Rex tkáň dlouhověkost elastinu a fibrilárního kolagenu uvnitř a kolem krevních cév. Oba procesy by mohly být katalyzovány druhy přechodných kovů, jako je železo, aby se definovala ústřední úloha Fe pozorovaná ve strukturálním síťování proteinů. Tvorba oxyhydroxidu železa se v práci zcela podpořila.

data představují první komplexní chemické a molekulární charakterizaci tkáně cévní zotavil z T. rex exemplář USNM 555000. Výsledky osvětlují možné procesy fosilizace na molekulární úrovni. Vědci představit předvedl techniky přispěje k rozvoji komplexní mechanismy, aby se důsledně zachovat cévní tkáně přežití z hlubokého času.