Білки замість ДНК: як давні протеїни відкривають нові сторінки еволюції людини

З моменту смерті організму його ДНК поступово руйнується. В середньому, половина молекули розпадається кожні 521 рік. І навіть у найкращих умовах збереження — у холодному й стабільному середовищі — за 6,8 мільйона років ДНК повністю зникає. Це становить серйозну проблему для дослідників, які прагнуть реконструювати ранні етапи еволюції людини, адже найдавніші представники нашого роду з’явилися саме тоді, коли молекули ДНК вже не зберігаються. ¹

Однак нова галузь науки — палеопротеоміка — дозволяє зазирнути ще глибше у минуле, використовуючи білки, які зберігаються в тканинах набагато довше, ніж ДНК.

Як пояснює Крістіна Варіннер, біомолекулярна археологиня з Гарварду, білки — це довгоживучі біомолекули, які можуть зберігатися мільйони років. ДНК — це інструкція для побудови білків, і хоча сама вона розкладається досить швидко, білки зберігаються довше завдяки своїй компактній і стабільній структурі.

Протеом — сукупність всіх білків клітини, тканини, організму або популяції організмів. Протеом досліджує спеціальна наука протеоміка, підрозділ молекулярної біології.

Перший повний протеом доісторичного організму — мамонта віком 43 тисячі років — було отримано у 2012 році. У 2019-му дослідники секвенували білки з зуба гігантського викопного родича орангутана Gigantopithecus, якому було близько 1,9 млн років. А вже у 2025 році вчені витягли найдавніші білки з викопного носорога Epiaceratherium, що жив понад 21 млн років тому в канадській Арктиці.

Попри технологічний прорив у дослідженнях ДНК, в Африці — колисці людства — умови збереження генетичного матеріалу дуже несприятливі. «Ми не маємо ДНК із Африки старше 20 тисяч років», — каже біоантрополог Адам Ван Арсдейл з коледжу Веллслі. А це означає, що цілі розділи історії еволюції — такі як поява двоногих приматів понад 7 млн років тому — залишаються невідомими.

Тут на допомогу приходять білки, які можуть зберігатися в зубній емалі чи кістках навіть мільйони років. І хоча в організмі людини понад 100 тисяч різних білків, у зубній емалі їх лише п’ять — і навіть цього вистачає, щоб зробити важливі відкриття.

У 2020 році дослідники проаналізували білки в зубній емалі Homo antecessor — вимерлого родича людини, що жив у Європі 800 тисяч років тому. Аналіз показав, що цей вид був не прямим предком людини чи неандертальців, а окремою гілкою на еволюційному дереві.

Інше дослідження, опубліковане у 2024 році, стосувалося загадкової щелепи з узбережжя Тайваню. Завдяки протеоміці виявили, що ця щелепа належала денисівцю — групі, про присутність якої в цьому регіоні раніше нічого не було відомо. Це відкриття також підтверджує, що білки можуть зберігатися навіть у теплому й вологому кліматі.

У двох нещодавніх дослідженнях білків з викопних решток із Африки палеопротеоміка дала важливі результати:

У травні 2025 року в журналі Science було опубліковано аналіз зубів Paranthropus robustus, що жив між 1,8 та 1,2 млн років тому. Вчені не лише визначили стать чотирьох особин, але й виявили, що один індивід, раніше класифікований як самець, насправді був самкою.

У лютому 2025 року в журналі South African Journal of Science оприлюднили результати протеомного аналізу Australopithecus africanus, що жив 3,5 млн років тому. Хоча поки вдалося визначити лише стать особин, дослідники впевнені, що метод має величезний потенціал для майбутніх відкриттів.

Поки що аналіз білків не дає такого рівня деталізації, як повні геноми. Однак дослідники сподіваються, що з розвитком технологій палеопротеоміка дозволить відповідати на складні запитання — наприклад, чи могли різні види гомінідів схрещуватись і народжувати плідне потомство.

Водночас, як зазначає Ребекка Акерманн з Університету Кейптауна, білкова інформація із зубної емалі досить обмежена. Та навіть попри це, нові методи вже перевертають уявлення про еволюцію людини. Майбутнє — за вдосконаленням аналітичних інструментів і розширенням білкових баз даних.

«Наступні 20 років принесуть безліч несподіванок, коли ми почнемо застосовувати цей аналітичний потенціал до вивчення минулого та пошуку нових рішень для старих проблем», — підсумовують Варіннер та її колеги.

Читайте також: Цікаві факти про ДНК