Las imágenes nanoscópicas ayudan a comprender la preservación de proteínas y tejidos en huesos antiguos

Las imágenes nanoscópicas ayudan a comprender la preservación de proteínas y tejidos en huesos antiguos

Las imágenes nanoscópicas ayudan a comprender la preservación de proteínas y tejidos en huesos antiguos

Gráficamente abstracto. Crédito: ciencia (2024) DOI: 10.1016/j.isci.2024.110538

Un estudio piloto de la Universidad Estatal de Carolina del Norte muestra que las imágenes nanoscópicas en 3D de huesos antiguos pueden proporcionar una mayor comprensión de los cambios en los tejidos blandos durante la fosilización, una forma rápida y práctica de determinar qué muestras son candidatas potenciales para ADN antiguo. y conservación de secuencias de proteínas. El trabajo aparece ciencia.

«Los paleontólogos han estudiado huesos fosilizados durante siglos, pero todavía no comprendemos completamente el proceso de fosilización de los tejidos orgánicos blandos de los huesos, como la proteína de colágeno o los vasos sanguíneos, y cómo se conservan durante tanto tiempo», dice Landon Anderson, Carolina del Norte. Estudiante de posgrado estatal y autor de la investigación.

«Utilicé un método de imágenes nanoscópicas para comparar huesos modernos y huesos de la Edad del Hielo, un método para comprender mejor los cambios en la proteína del colágeno y los vasos sanguíneos durante la fosilización».

Anderson comparó pequeñas muestras de huesos de patas de vaca, caimán y avestruz modernos con mamut lanudo, bisonte, reno y caballo del Pleistoceno. Se recuperaron muestras del Pleistoceno del antiguo permafrost descongelado en el territorio de Yukon en Canadá.

La aplicación de una solución ácida débil a las muestras disuelve la porción mineral de los huesos, dejando atrás su estructura de proteína de colágeno subyacente. Utilizando microscopía electrónica de barrido (SEM) con un aumento de hasta 150.000x, Anderson pudo obtener imágenes de fibrillas de proteína de colágeno y vasos sanguíneos en muestras de hueso desmineralizado.

Las imágenes nanoscópicas ayudan a comprender la preservación de proteínas y tejidos en huesos antiguos

Fibrillas nanoscópicas de proteína de colágeno en bandas de un hueso de cadera de mamut lanudo de la Edad de Hielo. Crédito: Landon Anderson

Anderson escaneó la superficie de las estructuras fotografiadas utilizando espectrometría de masas de ionización secundaria de tiempo de vuelo (ToF-SIMS), que identificó firmas químicas presentes en las estructuras y ayudó a confirmarlas como proteínas de colágeno y vasos sanguíneos.

«Los datos de imágenes y ToF-SIMS mostraron que las muestras de la Edad de Hielo aún contenían el tejido óseo original no fosilizado; eran subfósiles y aún conservaban su tejido orgánico y proteínas originales e inalterados, al igual que los huesos modernos», dice Anderson. «La idea detrás de este estudio experimental es que este enfoque nanoscópico se puede utilizar en huesos de todo el registro fósil para comprender mejor los cambios químicos y estructurales que ocurren en los tejidos orgánicos durante la fosilización».

La técnica podría utilizarse potencialmente como sustituto para examinar muestras de huesos antiguos para preservar la secuencia de ADN y proteínas.

«Las imágenes con microscopio electrónico permiten ver directamente las fibrillas nanoscópicas de colágeno del hueso, que son esencialmente haces de moléculas de proteína de colágeno», dice Anderson.

«La proteína de colágeno es robusta, por lo que para una muestra de hueso antiguo que carece de estas fibrillas, si se degeneran, es poco probable que haya ADN recuperable en la muestra y el contenido de proteína se reduce mínimamente. Esta técnica podría ser un primer paso práctico para seleccionar candidatos muestras para análisis moleculares posteriores.»

Más información:
Landon A. Anderson, Las imágenes nanoscópicas de proteínas y vasos antiguos brindan información sobre la fosilización de tejidos blandos y biomoléculas, ciencia (2024) DOI: 10.1016/j.isci.2024.110538

Proporcionado por la Universidad Estatal de Carolina del Norte

referencia: Las imágenes nanoscópicas ayudan a comprender la preservación de proteínas y tejidos en huesos antiguos (22 de julio de 2024) Consultado el 23 de julio de 2024 en https://phys.org/news/2024-07-nanoscopic-imaging-aids-protein-tissue.html

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