Azóta, hogy az észak-karolinai egyetem paleontológus Mary Schweitzer felfedezte lágyszövetüket dinoszauruszkövületekben, az ősi lények modern tudománya azon tűnődött, vajon találhatunk-e valódi dinoszaurusz DNS-t? És ha igen, akkor nem tudjuk-e újra létrehozni ezeket a csodálatos állatokat a segítségével?
Nem könnyű határozott válaszokat adni ezekre a kérdésekre, ám Dr. Schweitzer mindazonáltal beleegyezett abba, hogy segítsen nekünk megérteni, mit tudunk ma a dinoszauruszok genetikai anyagáról, és mire számíthatunk a jövőben.
Megszerezhetjük a fosszíliákból a DNS-t?
Ezt a kérdést úgy kell érteni, hogy "kaphatunk-e dinoszaurusz DNS-t"? A csontok ásványi hidroxi-apatitból állnak, amely olyan nagy affinitással rendelkezik a DNS-hez és sok fehérjéhez, hogy manapság a laboratóriumokban aktívan használják molekuláik tisztítására. A dinoszauruszok csontjai 65 millió éven át feküdtek a földön, és nagy a valószínűsége, hogy ha elkezdi aktívan keresni benne a DNS molekulákat, akkor valószínűleg megtalálhatja őket. Egyszerűen azért, mert néhány biomolekula tapadhat ehhez az ásványi anyaghoz, mint a tépőzáras. A probléma azonban nem annyira pusztán a DNS megtalálása a dinoszaurusz csontokban, hanem annak bizonyítása, hogy ezek a molekulák a dinoszauruszokhoz tartoznak, és nem más lehetséges forrásból származnak.
Meg tudjuk-e valaha is kinyerni a valódi DNS-t egy dinoszaurusz csontról? A tudományos válasz igen. Bármi lehetséges, amíg ellenkezőleg nem bizonyítják. Meg tudjuk bizonyítani a dinoszaurusz DNS kinyerésének lehetetlenségét? Nem, nem tudják. Van már egy valódi dinoszaurusz génmolekula? Nem, ez a kérdés még nyitva van.
Meddig lehet megőrizni a DNS-t a földtani nyilvántartásban, és hogyan lehet bebizonyítani, hogy egy dinoszauruszhoz tartozik, és nem került be a laboratóriumi mintába valamilyen szennyező anyaggal együtt?
Sok tudós úgy gondolja, hogy a DNS meglehetősen rövid ideig tárolható. Véleményük szerint ezek a molekulák valószínűleg nem tartják meg hosszabb egy millió évet, és a legjobban legfeljebb öt-hat millió évet. Ez a helyzet megfosztja tőlünk minden reményt, hogy megtekintsük a több mint 65 millió évvel ezelőtt élő lények DNS-ét. De honnan származtak ezek a számok?
Promóciós videó:
A problémával foglalkozó tudósok forró savba helyezték a DNS-molekulákat, és időzítették őket a bomlásukig. A magas hőmérsékletet és a savasságot hosszú ideig helyettesítik. A kutatók megállapításai szerint a DNS meglehetősen gyorsan bomlik. Egy ilyen vizsgálat eredményei, amelyek összehasonlították a különböző korú - több száz és 8000 éves - mintákból sikeresen kivont DNS-molekulák számát, azt mutatták, hogy az extrahált molekulák száma az életkorral csökken. A tudósok még képesek voltak szimulálni a "bomlási sebességet", és arra számítottak, hogy bár nem igazolták ezt az állítást, rendkívül valószínűtlen, hogy a krétakori csontokban találnak DNS-t. Ironikus módon, ugyanez a tanulmány kimutatta, hogy önmagában az életkor nem magyarázza a DNS lebontását vagy megőrzését.
Másrészt négy független bizonyítéksorral rendelkezünk arról, hogy a kémiailag a DNS-hez hasonló molekulák lokalizálódhatnak saját csontjaink sejtjeiben, és ez jó egyezést mutat a dinoszaurusz csontokban elvárt elvárásokkal. Tehát, ha kinyerjük a DNS-t a dinoszauruszokhoz tartozó csontokból, hogyan lehetünk biztosak abban, hogy ez nem későbbi szennyezés eredménye?
Az a gondolat, hogy a DNS ilyen hosszú ideig fennmaradhat, valóban meglehetősen csekély esélye van a sikerre, tehát minden valódi dinoszaurusz DNS megtalálására vagy visszanyerésére vonatkozó igénynek meg kell felelnie a legszigorúbb kritériumoknak. A következőket kínáljuk:
1. A csontból izolált DNS-szekvenciának meg kell egyeznie azzal, ami más adatok alapján elvárható. Manapság több mint 300 olyan jel található, amelyek a dinoszauruszokat a madarakhoz kötik, és meggyőzően bizonyítja, hogy a madarak a theropod dinoszauruszokból fejlődtek ki. Ezért a csontokból nyert dinoszauruszok DNS-szekvenciájának jobban hasonlítania kell a madarak genetikai anyagához, mint a krokodilok DNS-éhez, miközben mindkettőtől különbözik. Emellett különböznek a modern forrásokból származó bármely DNS-től.
2. Ha a dinoszaurusz DNS valódi, akkor nyilvánvalóan erősen fragmentált és nehezen elemezhető jelenlegi módszereinkkel, amelyeket az egészséges és boldog modern DNS szekvenálására terveztünk. Ha kiderül, hogy a "Tirex DNS" hosszú húrokból áll, amelyeket viszonylag könnyű megfejteni, akkor valószínűleg szennyeződésről van szó, nem pedig a valódi dinoszaurusz DNSről.
3. A DNS-molekulát törékenyebbnek tekintik más kémiai vegyületekkel összehasonlítva. Ezért ha az anyagban hiteles DNS van jelen, akkor más, tartósabb molekuláknak, például kollagénnek kell lenniük. Ugyanakkor a madarakkal és krokodilokkal való kapcsolatot meg kell nyomon követni ezen stabilabb vegyületek molekuláiban is. Ezenkívül a fosszilis anyagban például a sejtmembránokat alkotó lipidek találhatók. A lipidek stabilabbak, mint átlagosan a fehérjék vagy a DNS-molekulák.
4. Ha a fehérjéket és a DNS-t sikeresen megőrzik a mezozói idők óta, akkor a dinoszauruszokkal való kapcsolatukat nemcsak szekvenálással, hanem más tudományos kutatási módszerekkel is meg kell erősíteni. Például, ha a fehérjék specifikus ellenanyagokhoz kötődnek, akkor bizonyítani kell, hogy ezek valóban lágyszöveti fehérjék és nem a külső kőzetek általi szennyeződések. Kutatásainkban sikerült egy kémiailag DNS-szerű anyagot sikeresen lokalizálni a T. Rex csontsejtekben, mind DNS-specifikus módszerekkel, mind gerinces DNS-hez kapcsolódó fehérjék elleni antitestek felhasználásával.
5. Végül, és ami talán a legfontosabb: a megfelelő felügyeletet minden kutatás minden szakaszában alkalmazni kell. A mintákkal együtt, amelyekből reméljük, hogy kinyerjük a DNS-t, meg kell vizsgálni a gazdakövet, valamint a laboratóriumban használt összes kémiai vegyületet. Ha ezek tartalmaznak számunkra érdekes szekvenciákat, akkor valószínűleg csak szennyező anyagok.
Tehát valaha is képesek leszünk egy dinoszaurusz klónozására?
Bizonyos értelemben. A klónozás, ahogyan azt általában a laboratóriumban végzik, egy ismert DNS darab beillesztése a bakteriális plazmidokba. Ez a fragmentum megismétlődik, amikor egy sejt megosztódik, sok azonos példányt eredményezve. A klónozás egy másik módja egy teljes DNS-készlet elhelyezését életképes sejtekbe, amelyekből saját nukleáris anyagát előzetesen eltávolították. Ezután egy ilyen sejtet helyezünk a gazdaszervezetbe, és a donor DNS elkezdi az utódok kialakulásának és fejlődésének ellenőrzését, teljesen azonos a donorral. A híres Dolly-juhok példája ennek a klónozási módszernek a felhasználására. Amikor az emberek "dinoszaurusz klónozásáról" beszélnek, általában valami ilyesmire gondolnak. Ez a folyamat azonban hihetetlenül bonyolult, és annak ellenére, hogy ez a feltevés nem tudományos jellegű,Annak a valószínűsége, hogy valamikor képesek leszünk legyőzni a dinoszaurusz csontokból származó DNS-fragmentumok és az életképes utódok közötti ellentmondásokat, olyan kicsi, hogy azt "lehetetlen" osztályba sorolom.
De csak azért, mert kevés a valódi Jurassic Park létrehozásának valószínűsége, nem mondhatjuk, hogy lehetetlen helyreállítani magát az eredeti dinoszaurusz DNS-t vagy más molekulákat az ősi maradványokból. Valójában ezek az ősi molekulák sokat mondhatnak nekünk. Végül is az összes evolúciós változásnak először a génekben meg kell történnie, és a DNS-molekulákban kell tükröződnie. Sokat tanulhatunk a molekulák élettartamáról in vivo közvetlenül, nem pedig laboratóriumi kísérletekkel. Végül, ha a molekulákat fosszilis mintákból visszanyerjük, ideértve a dinoszauruszokat is, fontos információkat nyújt számunkra a különféle evolúciós innovációk, például a tollak eredetéről és elterjedéséről.
Még sokat kell tanulnunk a fosszilis anyagok molekuláris elemzésében, és a legnagyobb gondossággal kell eljárnunk, soha nem szabad túlbecsülnünk a kapott adatokat. De olyan sok érdekes dolgot vonhatunk ki a fosszilis anyagban megőrzött molekulákból, hogy ez mindenképpen megérdemli erőfeszítéseinket.