Proteína de 24 milhões de anos é encontrada em dente de rinoceronte

Cientistas têm feito avanços nos últimos anos na busca por DNA antigo em fósseis, obtendo informações sobre organismos que viveram há muito tempo. No entanto, o material mais antigo encontrado até agora data de cerca de dois milhões de anos.

Já as proteínas — a maquinaria molecular das células — também oferecem informações valiosas e têm a vantagem de sobreviver por muito mais tempo, como mostra uma nova pesquisa.

Agora, cientistas extraíram e sequenciaram proteínas de fósseis dentários de rinocerontes, elefantes e hipopótamos extintos, incluindo o dente de um rinoceronte com idade estimada entre 21 e 24 milhões de anos. Equipes de pesquisa distintas encontraram fragmentos de proteínas em fósseis de ambientes extremamente diferentes — desde o Ártico gelado do Canadá até um vale escaldante no Quênia.

“Esses projetos complementares demonstram que as proteínas — blocos fundamentais dos organismos vivos que preservam informações sobre a história evolutiva — podem ser encontradas em fósseis antigos no mundo todo”, disse Daniel Green, biólogo evolutivo da Universidade de Harvard e autor principal do estudo dos fósseis do Quênia, publicado na revista Nature.

Essa descoberta abre uma nova fronteira para investigar o passado evolutivo profundo, incluindo a linhagem humana e, talvez, até dinossauros.

“As proteínas antigas podem nos contar sobre a história evolutiva de um organismo ao fornecer dados moleculares de espécimes muito antigos para que o DNA seja preservado. Isso permite que os pesquisadores esclareçam relações evolutivas ao longo da árvore da vida, mesmo para espécies extintas há milhões de anos”, explicou Ryan Sinclair Paterson, pesquisador de pós-doutorado no Instituto Globe da Universidade de Copenhague e autor principal do estudo canadense publicado também na Nature.

Tanto o DNA quanto as proteínas são frágeis e se degradam com o tempo, mas as segundas são mais resistentes.

O material genético mais antigo conhecido é de organismos que viveram na Groenlândia há dois milhões de anos. Até agora, as proteínas mais antigas preservadas em boas condições para fornecer informações evolutivas tinham cerca de quatro milhões de anos, encontradas no Ártico canadense.

A nova pesquisa amplia significativamente os limites do campo da paleoproteômica — o estudo dessas moléculas antigas — em milhões de anos.

As proteínas foram obtidas de dentes de cinco espécies de rinocerontes, elefantes e hipopótamos que viveram entre 1,5 e 18 milhões de anos atrás, na região de Turkana, no Quênia. Elas revelaram os laços entre esses animais antigos e seus parentes modernos.

Também foram extraídas proteínas de um fragmento de dente de um rinoceronte extinto encontrado em Haughton Crater, no território mais ao norte do Canadá, Nunavut. O fóssil tinha até 24 milhões de anos e ajudou a posicionar essa espécie na árvore genealógica dos rinocerontes.

As condições frias e secas de Haughton Crater foram consideradas ideais para a preservação das moléculas. Já a conservação no clima quente de Turkana foi algo inesperado.

DNA e proteínas, fundamentais na biologia, possuem estruturas e funções distintas. O ácido desoxirribonucleico é o “projeto” da vida, contendo instruções para o desenvolvimento, crescimento e reprodução de um organismo. As proteínas executam diversas funções, com base nas instruções do material genético.

“As proteínas são codificadas pelo nosso código genético, o DNA, portanto as sequências delas revelam informações sobre grau de parentesco entre indivíduos e o sexo biológico, entre outras coisas”, explicou Green.

Os cientistas extraíram peptídeos — cadeias de compostos orgânicos chamados aminoácidos que se unem para formar proteínas — encontrados dentro do esmalte dentário.

“Algumas ajudam a formar os dentes, que são as estruturas mais duras e duráveis dos corpos animais”, completou Green. “O esmalte é, em sua maior parte, uma rocha: um mineral chamado hidroxiapatita. Mas sua formação é biologicamente mediada por proteínas que guiam tanto o formato quanto a dureza ao longo do tempo. Como essas proteínas ficam enterradas profundamente dentro do esmalte mineralizado, temos bons motivos para esperar que fragmentos proteicos possam ser preservados por muitos milhões de anos.”

O Homo sapiens surgiu há cerca de 300 mil anos. Já foram encontradas moléculas antigas nos dentes de espécies extintas da linhagem humana, conhecidas como hominíneos. A região de Turkana já revelou fósseis importantes de hominíneos.

“Hominíneos têm origens e/ou diversificação evolutiva na área de onde nossas amostras foram extraídas, então nossos resultados são promissores para futuras explorações do proteoma do esmalte (o conjunto de proteínas) de nossos ancestrais evolutivos na Bacia de Turkana, no Quênia”, disse Timothy Cleland, coautor do estudo e cientista físico do Instituto de Conservação do Museu Smithsonian, em Maryland.

As proteínas estudadas vieram de espécies de grande porte que viveram durante a era dos mamíferos, que se seguiu à extinção dos dinossauros no fim do período Mesozóico, há 66 milhões de anos.

Green comentou que, na nova pesquisa, a quantidade dessas moléculas detectáveis diminuiu à medida que os fósseis eram mais antigos. Mas ele não descarta a possibilidade de encontrar proteínas da era dos dinossauros. “Métodos mais modernos e eficientes de extração e detecção de proteínas antigas talvez possam levar a paleoproteômica ao período Mesozóico”, afirmou.