science >> Wetenschap >  >> anders

Kraakbeencellen, chromosomen en DNA bewaard in 75 miljoen jaar oude baby-eendenbek-dinosaurus

Reconstructie van de broedplaats van Hypacrosaurus stebingeri uit de Two Medicine-formatie van Montana. In het midden is een overleden Hypacrosaurus te zien, genesteld met de achterkant van zijn schedel ingebed in ondiep water. Rechts staat een rouwende volwassene afgebeeld. Kunst door Michael Rothman. Krediet:Science China Press

Deze studie wordt geleid door Dr. Alida Bailleul (Instituut voor Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology, de Chinese Academie van Wetenschappen) en Dr. Mary Schweitzer (North Carolina State University, NC Museum voor Natuurwetenschappen, Universiteit van Lund en Museum van de Rockies). Microscopische analyses van schedelfragmenten van deze genestelde dinosaurussen werden uitgevoerd door Alida Bailleul in het Museum of the Rockies. In één fragment zag ze enkele prachtig bewaarde cellen in geconserveerde verkalkte kraakbeenweefsels aan de randen van een bot. Twee kraakbeencellen waren nog met elkaar verbonden door een intercellulaire brug, morfologisch consistent met het einde van de celdeling (zie linker afbeelding hieronder). intern, er was ook donker materiaal te zien dat op een celkern leek. Eén kraakbeencel bewaarde donkere langwerpige structuren die morfologisch consistent waren met chromosomen (midden afbeelding hieronder). "Ik kon het niet geloven, mijn hart stopte bijna met kloppen, ', zegt Bailleul.

Bailleul en Schweitzer, samen met laboratoriumdirecteur Wenxia Zheng, getracht te bepalen of originele moleculen ook bewaard zijn gebleven in dit dinosauruskraakbeen. Het team voerde immunologische en histochemische analyses uit op de schedel van een andere genestelde Hypacrosaurus uit diezelfde broedplaats in het laboratorium van Schweitzer in North Carolina.

Het team ontdekte dat de organische matrix rond de gefossiliseerde kraakbeencellen reageerde op antilichamen van collageen II, het dominante eiwit in kraakbeen bij alle gewervelde dieren. "Deze immunologische test ondersteunt de aanwezigheid van overblijfselen van originele kraakbeenachtige eiwitten in deze dinosaurus, ' zegt Schweitzer.

De onderzoekers isoleerden ook individuele Hypacrosaurus-kraakbeencellen en brachten twee DNA-kleuringen aan, DAPI (4', 6-diamidino-2-fenylindol) en PI (propidiumjodide). Deze binden specifiek aan DNA-fragmenten in bestaand materiaal, en sommige van de geïsoleerde dinosauruscellen vertoonden interne, positieve binding in hetzelfde patroon als in moderne cellen, wat suggereert dat er origineel dinosaurus-DNA bewaard is gebleven (zie hieronder, rechter afbeelding).

Foto's van kraakbeencellen uit de schedel van nestjongen van Hypacrosaurus. Aan je linker kant, twee cellen aan het einde van de celdeling worden gezien, met materiaal dat overeenkomt met gecondenseerde kernen. In het midden, een afbeelding met een hogere vergroting van een andere cel toont chromosomen. Aan de rechterkant is een geïsoleerde dinosauruskraakbeencel die reageert met de DNA-vlek Propidiumjodide (rode stip, in de cel). Deze vlek suggereert dat er nog endogeen dinosaurus-DNA aanwezig is in deze 75 miljoen jaar oude kraakbeencel. Fotocredit:Alida Bailleul en Wenxia Zheng Credit:©Science China Press

"Deze nieuwe opwindende resultaten dragen bij aan het groeiende bewijs dat cellen en sommige van hun biomoleculen diep in de tijd kunnen blijven bestaan. Ze suggereren dat DNA tientallen miljoenen jaren kan worden bewaard, en we hopen dat deze studie wetenschappers die aan oud DNA werken, zal aanmoedigen om de huidige grenzen te verleggen en nieuwe methoden te gebruiken om alle onbekende moleculaire geheimen van oude weefsels te onthullen, ', zegt Bailleul.

De mogelijkheid dat DNA tientallen miljoenen jaren kan overleven, wordt momenteel niet erkend door de wetenschappelijke gemeenschap. Liever, gebaseerd op kinetische experimenten en modellering, algemeen wordt aangenomen dat DNA minder dan 1 miljoen jaar blijft bestaan. Deze nieuwe gegevens ondersteunen andere resultaten die suggereren dat DNA in een of andere vorm kan blijven bestaan ​​in Mesozoïsche weefsels, en de basis leggen voor toekomstige inspanningen om DNA van andere zeer oude fossielen in laboratoria over de hele wereld te herstellen en te sequensen.