(神秘的地球)据《对话》(贾斯汀·斯特宾):当你想到恐龙时,你可能会想象高耸的捕食者或温和的巨人在史前景观中漫步。但是,如果这些古老的生物能教会我们人类最持久的挑战之一:癌症会怎么样?
在一项新的研究中,我和我的团队探索了保存了数千万年的石化软组织如何揭示对古老蛋白质的新见解,这可能有一天有助于癌症的研究。
几十年来,恐龙研究一直集中在骨骼上,因为骨骼更有可能被保存下来。但是,仅靠骨骼并不能说明这些动物是如何生活的,或者它们是如何死亡的。古蛋白质组学(研究古代蛋白质)等技术的进步现在使科学家能够分析化石中保存的软组织的精细片段。
2016年,我读到一篇关于在罗马尼亚发现一块下巴有肿瘤的新化石的文章。这些遗骸来自一种名为变性龙的恐龙,这是一种鸭嘴兽,以植物为食的“沼泽鸟”。该标本生活在6600万至7000万年前的今天罗马尼亚的Hateg盆地。
我着迷于我们可以从中学到什么。尽管之前有少数关于其他恐龙骨骼中癌症的报道,以及化石中血管等软组织的发现,但没有人描述过古代肿瘤中的软组织。
为了了解更多,我的团队去了罗马尼亚并收集了标本。我们把它带回来,用一个人类头发宽度的钻头在上面钻了一个小孔,采集了一个微小的样本。
然后我们把它安装到一个强大的显微镜上,称为扫描电子显微镜。在里面,我们看到了含有蛋白质的血细胞的图像。
在《侏罗纪公园》的原版电影中,科学家们利用古代遗传物质创造或克隆恐龙。但实际上,在数百万年的时间里,DNA已经完全分解了。
然而,与DNA不同,蛋白质可以随着时间的推移变得非常稳定。研究表明,在适当的条件下,它们可以作为分子时间胶囊在化石中存在数百万年。研究这些蛋白质可以帮助我们重建生物过程,包括影响恐龙的癌症等疾病。
癌症的深层进化根源
癌症通常被视为现代瘟疫,但它有着古老的起源。从大象到鲸鱼,大型、长寿的动物是一个悖论。它们的体型和寿命应该使它们成为致癌物,但许多已经进化出了非凡的防御能力。
例如,大象携带额外的TP53基因拷贝,这是一种肿瘤抑制因子。露脊鲸可以存活200多年,具有高效的DNA修复机制,DNA损伤是癌症的根本原因。恐龙作为有史以来最大的动物之一,可能也面临着类似的问题。
我的团队的研究建立在越来越多的证据的基础上,这些证据表明恐龙对癌症没有免疫力。在霸王龙和Telmatosaurus等物种中发现了化石肿瘤,从良性生长到侵袭性癌症。我的团队旨在揭示恐龙在未来用于抑制肿瘤的分子工具。
骨骼告诉我们解剖学,但软组织是生物学的关键。在我的团队的研究中,我们在电闪龙化石中发现的红细胞样结构代表了理解恐龙生理学的门户。
保存在这些组织中的蛋白质可以揭示恐龙是如何管理与癌症、炎症甚至癌症免疫反应有关的氧化应激的。例如,某些蛋白质可能表明在肿瘤形成之前检测和破坏缺陷细胞的机制。
这项工作还强调了古生物学需要做出关键转变:保护软组织,而不仅仅是骨骼。博物馆和研究人员通常优先考虑完整的骨骼,但化石皮肤、血管或细胞的碎片可能隐藏着分子秘密。随着技术的进步,这些被忽视的标本对于研究疾病进化可能变得非常宝贵。
连接过去与现在
恐龙和人类之间的联系可能看起来很遥远,但进化往往会重新利用古老的生物工具。现代肿瘤学已经从大自然中汲取灵感,许多化疗来自植物或树木。例如,用于治疗软组织肉瘤的药物trabectedin来自一种名为海鞘的海洋生物。
将我们的搜索扩展到已灭绝的物种可以打开一个进化解决方案库。如果我们能够在恐龙中识别出癌症抑制蛋白或癌症促进蛋白,这些分子可能会给人类癌症带来新的启示。
我们花了将近十年的时间才走到这一步。就像很多工作一样,这项研究强调了耐心的重要性,而我们还没有做到这一点。当研究的进展使我们能够详细研究古代蛋白质,追踪癌症机制在数百万年中的进化过程时,真正的突破可能会到来。
将古生物学和肿瘤学联系起来,不仅可以揭示古代历史。我们有可能为抗击癌症写下新的篇章。
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