Un estudio piloto de la Universidad Estatal de Carolina del Norte muestra que las imágenes nanoscópicas tridimensionales de huesos antiguos no sólo proporcionan más información sobre los cambios en los tejidos blandos durante la fosilización, sino que también tienen potencial como forma rápida y práctica de determinar qué especímenes son candidatos potenciales. Conservación de secuencias antiguas de ADN y proteínas.
“Los paleontólogos han estudiado huesos fosilizados durante siglos, pero todavía no entendemos el proceso de fosilización de los tejidos orgánicos blandos en los huesos, como las proteínas de colágeno o los vasos sanguíneos, y cómo se conservan durante largos períodos de tiempo”, dijo Landon Anderson, CAROLINA DEL NORTE. Estudiante de posgrado estatal y autor de la tesis. “Utilicé un método de imágenes nanoscópicas para comparar huesos modernos y huesos de la Edad del Hielo, como método para comprender mejor los cambios en las proteínas del colágeno y los vasos sanguíneos durante la fosilización”.
Anderson comparó pequeñas muestras de huesos de patas de vacas, caimanes y avestruces modernos con mamuts lanudos, bisontes esteparios, renos y caballos del Pleistoceno. Los especímenes del Pleistoceno fueron recuperados del antiguo permafrost descongelado en el territorio de Yukon en Canadá.
La aplicación de una solución ácida diluida a las muestras disuelve la parte mineralizada 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 dentro de muestras de hueso desmineralizado.
Anderson escaneó las superficies 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 los especímenes de la Edad de Hielo todavía consisten en tejido óseo original deosificado; son subfósiles y aún conservan muchos de sus tejidos y proteínas orgánicos originales no modificados, como los huesos modernos”, dijo Anderson. “La idea detrás de este estudio piloto es que este método nanoscópico se pueda 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 también podría utilizarse 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 de colágeno nanoscópicas en el hueso, que son básicamente haces de moléculas de proteína de colágeno”, dijo Anderson. “Las proteínas de colágeno son fuertes, por lo que en una muestra de hueso antiguo que carece de estas fibrillas, si se destruyen, es poco probable que haya ADN recuperable presente en la muestra y la cantidad de proteína se reducirá mínimamente. La técnica es práctica para La selección de muestras candidatas para análisis moleculares adicionales podría ser el primer paso”.