پروتئین‌های باستانی که در فسیل‌ها جای گرفته‌اند، حاوی گنجینه‌هایی از اطلاعات درباره موجودات مرده دیرینه هستند. با این حال، مانند همه مولکول‌های باستانی، پروتئین‌ها نیز تجزیه می‌شوند. تا همین اواخر، قدیمی‌ترین پروتئین‌های بازیابی شده برای تحلیل قابل اعتماد و عمیق، حدود ۴ میلیون سال قدمت داشتند. اما دو مطالعه جداگانه که در تاریخ ۹ جولای در مجله نیچر منتشر شد، یکی توسط محققان دانشگاه هاروارد و مؤسسه اسمیتسونیان و دیگری به رهبری محققان دانشگاه کپنهاگ، پروتئین‌های باستانی را بازیابی کرده‌اند که برخی از آن‌ها ممکن است تا ۲۹ میلیون سال قدمت داشته باشند. این کشفیات باید به دیرینه‌شناسان کمک کند تا رفتار، رژیم غذایی و تکامل حیواناتی را بررسی کنند که مدت‌ها تصور می‌شد برای مطالعه با ابزارهای مولکولی بسیار قدیمی هستند.
هر دو تیم تحقیقاتی پروتئین‌های باستانی را از مینای دندان، سخت‌ترین ماده در بدن مهره‌داران، در فسیل‌هایی که میلیون‌ها سال قدمت داشتند، بازیابی کردند. آن‌ها ابتدا مینا را به پودر تبدیل کرده و سپس یک محلول شیمیایی برای استخراج پروتئین‌ها به آن اعمال کردند. برای تأیید اینکه پروتئین‌ها نتیجه آلودگی مدرن نبودند، آن‌ها آسیب‌های شیمیایی وارده به پروتئین‌ها را که در طول زمان انباشته شده بود، شناسایی کردند؛ فرآیندی که دیاژنز نامیده می‌شود. میزان آسیب با آنچه برای فسیل‌هایی با آن قدمت انتظار می‌رفت، مطابقت داشت.
تیم هاروارد و مؤسسه اسمیتسونیان بر مینای دندان حیوانات بزرگ آفریقایی، مانند فیل‌ها، در حوضه تورکانا کنیا تمرکز کردند که بین ۱.۵ تا ۲۹ میلیون سال قدمت داشتند (اگرچه آن‌ها تنها برای فسیل‌های تا ۱۸ میلیون سال، اطمینان بالایی دارند). یافتن پروتئین‌های قدیمی در یکی از گرم‌ترین نقاط زمین، جایی که مولکول‌های بیولوژیکی به راحتی تجزیه می‌شوند، نشان داد که حتی پروتئین‌های قدیمی‌تر نیز می‌توانند در شرایط بهتر بازیابی شوند. محققان کپنهاگ این ظن را تأیید کردند. در دهانه هاوتن در آب و هوای بسیار سردتر قطب شمال کانادا، آن‌ها موفق شدند توالی پروتئین‌ها را از دندان یک کرگدن‌مانند (rhinocerotid) ۲۴ میلیون ساله استخراج کنند؛ پستانداری چاق و تک‌شاخ از خانواده کرگدن‌ها.
با بازیابی پروتئین‌ها، دو تیم توانستند توالی‌های آن‌ها را با پایگاه داده‌های توالی‌های پروتئینی شناخته شده از گونه‌های دیگر مقایسه کنند. این به آن‌ها اجازه داد تا گونه‌های منقرض شده را در درخت زندگی قرار دهند. به عنوان مثال، مطالعه هاروارد نشان می‌دهد که یک موجود ۱۸ میلیون ساله از خانواده آنتراکوتریده (Anthracotheriidae) احتمالاً جد اسب‌های آبی مدرن است، در حالی که بستگان نزدیک حیوانی شبیه کرگدن به نام Arsinoitherium (آرسینوتریوم)، که تصور می‌شود ۲۹ میلیون سال قدمت دارد، همگی منقرض شده‌اند.
انریکو کاپلینی (Enrico Cappellini)، که بخشی از مطالعه کپنهاگ بود، می‌گوید که کشفیات جدید، خط زمانی پروتئین‌های موجود برای تحلیل را در مقایسه با DNA باستانی (aDNA) که حدود ۱ میلیون سال دوام دارد، ده برابر افزایش می‌دهد. این بدان معناست که دیرینه‌شناسان اکنون می‌توانند تکامل ارگانیسم‌هایی را درک کنند که برای سایر تحلیل‌های مولکولی باستانی بسیار قدیمی هستند. تحلیل‌های آتی ایزوتوپ‌های کربن و نیتروژن در پروتئین‌های حفظ شده نیز می‌تواند بینش‌هایی را درباره رژیم غذایی، محیط زیست و رفتار مهاجرتی گونه‌های منقرض شده ارائه دهد.
اشارات وسوسه‌انگیزی وجود دارد که دانشمندان ممکن است حتی پروتئین‌های قدیمی‌تر را نیز کشف کنند. در سال ۲۰۰۹، محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی قطعاتی از پروتئین کلاژن را از فسیل یک دایناسور اردک‌منقار ۸۰ میلیون ساله به نام Brachylophosaurus canadensis (براکیلوفوسور کانادنسیس) بازیابی کردند. اگرچه کلاژن به قطعات کوچک تجزیه شده بود، اما آن‌ها توانستند تأیید کنند که از نوع خاصی است که اکنون فقط در پرندگان یافت می‌شود. پروتئین‌های بهتر حفظ شده‌ای که هنوز کشف نشده‌اند، ممکن است بتوانند اطلاعات بیشتری را آشکار کنند.
متیو کالینز (Matthew Collins)، کارشناس پالئوپروتئومیکس در دانشگاه کمبریج که بخشی از هیچ یک از مطالعات نبود، در مورد یافته‌های کپنهاگ می‌گوید که نتایج "اگر درست باشند، چشمگیر هستند" و می‌توانند تفسیر سوابق فسیلی را متحول کنند. از آنجا که برخی پروتئین‌ها در مینای دندان بین جنسیت‌ها متفاوت است، آن‌ها می‌توانند به تعیین جنسیت برخی فسیل‌ها کمک کنند، که در غیر این صورت دشوار است. قرار دادن گونه‌ها در درخت زندگی نیز می‌تواند اختلافات دیرینه تکاملی، مانند بحث بر سر نسب واقعی اسب‌ها، را روشن کند. در حالی که aDNA دیرینه‌شناسان را به گذشته‌ای دور برد، به نظر می‌رسد پروتئین‌های باستانی می‌توانند آن‌ها را حتی فراتر ببرند.
کنجکاو درباره جهان هستید؟ برای لذت بردن از پوشش علمی توسعه‌دهنده ذهن ما، در خبرنامه هفتگی و فقط برای مشترکین ما با عنوان "Simply Science" (به سادگی علم) ثبت‌نام کنید.