Proteine aus Tyrannosaurus- Knochen gewonnen

Jurassic Park lässt grüßen: Amerikanischen Forschern ist es gelungen, aus einem 68 Millionen Jahre alten Beinknochen eines Tyrannosaurus rex organisches Gewebe zu gewinnen und darin sogar Proteine nachzuweisen. Diese jetzt in „Science“ veröffentlichten Ergebnisse werfen bisherige Annahmen über die Eigenschaften fossiler Knochen über den Haufen und eröffnen neue Möglichkeiten der paläontologischen Forschung.

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Knochen ist ein Verbundmaterial: Er besteht sowohl aus Mineralien als auch aus organischen Verbindungen, darunter Proteinen. Werden die mineralischen Bestandteile entfernt, bleibt daher eine elastische, aber widerstandsfähige Kollagematrix zurück. Genau dieses gummiartige Gewebe fanden Wissenschaftler der North Carolina State Universität unter Leitung von Mary Schweitzer zu ihrer großen Überraschung auch nach der Demineralisation eines T. rex Knochens. Der Knochen ist Teil eines 2003 in der Hell Creek Formation in Montana gefundenen T. rex-Skeletts.

Proteinreste identifiziert

Überraschend ist der Fund der organischen Gewebereste deshalb, weil man bisher annahm, dass in fossilen Knochen dieses Alters kein solches Material mehr überlebt hat. Nach umfangreichen chemischen und molekularen Analysen deutete sich an, dass tatsächlich Proteinfragmente in diesem Gewebe erhalten worden sein könnten. Aber um welche Proteine handelte es sich? Konnte es Kollagen sein?

„Wir suchten nach Kollagen, weil es normalerweise reichlich vorhanden und haltbar ist und außerdem bereits in jüngeren fossilen Knochen gefunden wurde“, erklärt Schweizer. „Es ist zudem ein Molekül, das leicht nachzuweisen ist und das nicht von Mikroben in der Umgebung des Knochens produziert worden sein kann. Wenn wir Kollagen im Weichgewebe identifizieren, muss es daher tatsächlich vom T. rex stammen – der Knochen enthält Reste von Molekülen des Dinosauriers, wenn auch durch das Alter verändert.“

Kollagen ähnelt dem von Fröschen und Hühnern

Um zu sehen, ob das erhaltene Material auch die charakteristischen, für Kollagen typischen „Streifen“ aufweist, untersuchten Schweizer und ihre Kollegen das Gewebe sowohl elektronenmikroskopisch als auch mit einem Rasterkraftmikroskop. Zudem testeten sie die Reaktion der Matrix mit verschiedenen Antikörpern, die spezifisch auf Kollagen reagieren. Doch erst nach massenspektrometrischen Analysen konnten die Forscher endgültig bestätigen, dass sie tatsächlich 68 Millionen Jahre altes Kollagen vor sich hatten.

Diese Methode misst die Ladungsverhältnisse einzelner Proteinbausteine und ermöglicht es aus der Abfolge dieser Ladungen auf die Aminosäuresequenz des Proteins zu schließen. Da die Massenspektrometrie auch bei kleinsten Probenmengen bereits eingesetzt werden kann, war es auch bei der winzigen T. rex-Probe möglich, Teile der Kollagensequenz nachzuweisen. Der Vergleich mit der moderner Tiere ergab eine Ähnlichkeit mit der Kollagensequenz von Huhn, Fröschen und Molchen.

„Die Ähnlichkeit zum Huhn ist definitiv genau das, was wir angesichts der Verwandtschaftsverhältnisse zwischen modernen Vögeln und Dinosauriern erwarten würden“ erklärt Schweizer. „Aus paläontologischer Sicht sind diese Daten das I-Tüpfelchen, das die Konservierung des Dinosauriergewebes belegt. Sie werden uns helfen, mehr über die evolutionären Beziehungen der Dinosaurier herauszufinden, darüber, wie die Konservierung geschieht und wie Moleküle im Laufe der Zeit degradieren.“

(North Carolina State University, 13.04.2007 – NPO)