Categorii
Filmeamatori

ZooMS: codul de bare al colagenului si amprentele digitale

Trebuie sa fiti autentificat pentru a descarca PDF-ul cu text complet sau pentru a comenta.

Matthew Collins, un Mike Buckley, o Helen H. Grundy, b Jane Thomas-Oates, o Julie Wilsona si Nienke van Doorna

aBioArCh, Departamente de Biologie, Arheologie si Chimie, Universitatea din York, York YO10 5DD, Marea Britanie

DEFRA Agentia de Cercetare Alimentara si de Mediu (FERA), Sand Hutton, York YO41 1LZ, Marea Britanie

In acest an, initiativa Internationala a codurilor de bare ale vietii (IBoL) intentioneaza sa inceapa un program ambitios pentru a codifica barele ADN-ului de peste cinci milioane de exemplare reprezentand cel putin 500.000 de specii in cinci ani. Codurile de bare moleculare exploateaza faptul ca secventele moleculare ofera o metoda independenta pentru identificarea unui esantion. Astfel de coduri de bare moleculare au o aplicare pe scara larga in sistematica, biodiversitate, criminalistica si chiar stiinta alimentelor. Codurile de bare moleculare tind sa se bazeze pe ADN, care odata cu aparitia noilor tehnologii ofera un mijloc de identificare rapid si eficient. De asemenea, proteinele au fost folosite in trecut pentru identificarea moleculara, cel mai frecvent exploatand specificul rafinat al anticorpilor pentru a discrimina proteinele tintite.

Amprente proteice

Conceptul de identificare a amprentelor peptidice, si, intr-adevar, amprentele cu aminoacizi inaintea lor, are o istorie lunga; este remarcabila activitatea grupului lui Klaus Hollemeyer (Universitatea Saarland, Germania) 1,2 care au folosit amprenta in masa peptidica pentru identificarea keratinei. Grupul de cercetare al lui Hollemeyer a utilizat spectrometria de masa (MS) pentru a identifica diferentele de secvente proteice intre peletele diferitelor animale. Proteinele pentru par sunt taiate cu enzime si se determina masele peptidelor rezultate. Prin construirea de biblioteci de amprente de keratina (proteina dominanta in par si pene), echipa este acum capabila sa identifice o gama larga de pene si blana, ajutand in ultimul caz sa aplice interdictia Uniunii Europene (UE) de a utiliza peletele pentru pisici si caini.

In majoritatea cazurilor, metodele de amprentare a proteinelor (vezi figura 1) sunt mai scumpe decat metodele de screening bazate pe ADN de generatie urmatoare. Valoarea identificarii pe baza de proteine ​​apare in cazurile in care ADN-ul a fost probabil distrus prin procesare. De exemplu, conservele sau prelucrarea pelelor si a pielii duc la fragmentarea ADN-ului, ceea ce face ca aceste analize sa fie mai dificile.

Un proces care duce la fragmentarea moleculelor este timpul, iar ratele de descompunere variaza intre (si chiar in cadrul) grupelor moleculare. In general, ADN-ul se degradeaza mai repede decat proteinele, astfel ca, in probele arheologice, cercetatorii au apelat la proteine ​​pentru a ajuta la identificarea. De exemplu, Holleymeyer si colegii lor si-au aplicat cu succes metodele pentru a identifica originea imbracamintei din faimoasa mumie de gheata din Copper Age Otzi.3,4

Am folosit aceeasi logica pentru a dezvolta un instrument de identificare a oaselor, dar lucrand intr-un departament arheologic, osul arheologic a fost prima noastra tinta. Au existat doua proteine ​​osoase candidate, care pareau promitatoare: osteocalcina si colagenul. Peggy Ostrom si echipa ei de la Michigan State University, SUA, au fost primul grup care a apreciat potentialul de ionizare moale al proteinelor antice, 5 si a identificat cu succes osteocalcinul in oasele fosile din permafrost.6 Mary Schweitzer de la Universitatea de Stat din Carolina de Nord, SUA si John Asara de la Beth Israel Deaconess Medical School, Universitatea Harvard, SUA, au recuperat fragmente de colagen din mamut, 7 si apoi mastodon.8 Ideea de a utiliza proteine ​​SM pentru a identifica proteinele antice a lovit cu adevarat titlurile atunci cand Mary si echipa ei au pretins ca au identificat colagen in oasele dinozaurilor, 8,

Am examinat ambele proteine ​​din osul arheologic, 11 si a fost evident din acest studiu comparativ ca colagenul a fost mai usor izolat si detectat din oasele arheologice. Persistenta colagenului este bine cunoscuta arheologilor care folosesc in mod curent aceasta proteina pentru datarea radiocarbonului si pentru analiza izotopilor stabili (in ultimul caz pentru a obtine informatii dietetice si climatice). Mecanismul de supravietuire a colagenului din osul arheologic este neobisnuit si demn de remarcat, stabilitatea proteinei fiind remarcabila prin crearea unui „sacou drept” mineral care limiteaza fibrilele de colagen si le impiedica sa se prabuseasca.12 Rezultatul este ca colagenul este o proteina remarcabil de robusta atunci cand este prins in os. Acesta va rezista atat la temperaturi ridicate (de la procese precum redarea), cat si la ingroparea pe termen lung daca mineralul este intact. Intr-adevar, ingroparea pe termen lung pare sa creasca usurinta obtinerii unei amprente de colagen, in timp ce alte proteine, cum ar fi hemoglobina si osteocalcinul, se pierd mai rapid, ceea ce duce la imbogatirea selectiva a colagenului in osul vechi.

… si le va separa una de alta, ca oile de capre

Este posibila identificarea oaselor prin compararea amprentelor peptidice de colagen cu amprentele din esantioane cunoscute. In cazul colagenului exista doua probleme particulare, in primul rand, sunt cunoscute foarte putine secvente de colagen si in al doilea rand, colagenul are o modificare post-translationala extinsa, in special ca urmare a procesului de hidroxilare a reziduurilor abundente de prolina.

Am construit o biblioteca de secvente de colagen folosind o combinatie de extractie moleculara de EST (Etichete de secventa expresa) si alte baze de date, impreuna cu secventiere de novo, astfel incat acum este posibil sa identificam o gama larga de specii de animale folosind amprentele de masa peptidica. (Figura 2, vezi si Referinta 13). Metoda a fost aplicata cu succes la probele osoase moderne si arheologice, iar acum este testata cu fragmente osoase recuperate din hrana animalelor (faina de carne si oase). Acest ultim tip de analiza dezvaluie puterea unei abordari spectrometrice de masa, care exploateaza viteza si acuratetea spectrometriei de masa cu desorbtie / ionizare cu laser asistata de matrice (MALDI-MS) pentru a identifica rapid particule osoase individuale, pentru a se asigura ca tesutul rumegant interzis este neprezentat in hrana animalelor. In ciuda potentialului evident al acestei abordari, accentul nostru este arheologic. Pe siturile arheologice multe oase sunt mestecate, gatite, calcate sau calcate. Aceasta prelucrare elimina multe dintre caracteristicile distinctive ale osului si, prin urmare, o fractiune mare nu mai este identificabila. Va propunem utilizarea amprentarii peptidice pentru a rezolva aceasta problema, o abordare pe care o denumim ZooMS, scurt pentru Zooarheologie de Spectrometrie de masa. Am folosit deja metoda pentru a discrimina oile de capre, 14 o problema in arheologie (de proportie biblica) care a dus la utilizarea pe scara larga a termenului „ovicaprine” pentru a descrie foarte multe oase care rezista la identificare. Diferitele practici de crestere si practicile de exploatare ale celor doua grupuri sunt ascunse daca cele doua specii nu pot fi separate. Pe siturile arheologice multe oase sunt mestecate, gatite, calcate sau calcate. Aceasta prelucrare elimina multe dintre caracteristicile distinctive ale osului si, prin urmare, o fractiune mare nu mai este identificabila. Va propunem utilizarea amprentarii peptidice pentru a rezolva aceasta problema, o abordare pe care o denumim ZooMS, scurt pentru Zooarheologie de Spectrometrie de masa. Am folosit deja metoda pentru a discrimina oile de capre, 14 o problema in arheologie (de proportie biblica) care a dus la utilizarea pe scara larga a termenului „ovicaprine” pentru a descrie foarte multe oase care rezista la identificare. Diferitele practici de crestere si practicile de exploatare ale celor doua grupuri sunt ascunse daca cele doua specii nu pot fi separate. Pe siturile arheologice multe oase sunt mestecate, gatite, calcate sau calcate. Aceasta prelucrare elimina multe dintre caracteristicile distinctive ale osului si, prin urmare, o fractiune mare nu mai este identificabila. Va propunem utilizarea amprentarii peptidice pentru a rezolva aceasta problema, o abordare pe care o denumim ZooMS, scurt pentru Zooarheologie de Spectrometrie de masa. Am folosit deja metoda pentru a discrimina oile de capre, 14 o problema in arheologie (de proportie biblica) care a dus la utilizarea pe scara larga a termenului „ovicaprine” pentru a descrie foarte multe oase care rezista la identificare. Diferitele practici de crestere si practicile de exploatare ale celor doua grupuri sunt ascunse daca cele doua specii nu pot fi separate. Aceasta prelucrare elimina multe dintre caracteristicile distinctive ale osului si, prin urmare, o fractiune mare nu mai este identificabila. Va propunem utilizarea amprentarii peptidice pentru a rezolva aceasta problema, o abordare pe care o denumim ZooMS, scurt pentru Zooarheologie de Spectrometrie de masa. Am folosit deja metoda pentru a discrimina oile de capre, 14 o problema in arheologie (de proportie biblica) care a dus la utilizarea pe scara larga a termenului „ovicaprine” pentru a descrie foarte multe oase care rezista la identificare. Diferitele practici de crestere si practicile de exploatare ale celor doua grupuri sunt ascunse daca cele doua specii nu pot fi separate. Aceasta prelucrare elimina multe dintre caracteristicile distinctive ale osului si, prin urmare, o fractiune mare nu mai este identificabila. Va propunem utilizarea amprentarii peptidice pentru a rezolva aceasta problema, o abordare pe care o denumim ZooMS, scurt pentru Zooarheologie de Spectrometrie de masa. Am folosit deja metoda pentru a discrimina oile de capre, 14 o problema in arheologie (de proportie biblica) care a dus la utilizarea pe scara larga a termenului „ovicaprine” pentru a descrie foarte multe oase care rezista la identificare. Diferitele practici de crestere si practicile de exploatare ale celor doua grupuri sunt ascunse daca cele doua specii nu pot fi separate. Am folosit deja metoda pentru a discrimina oile de capre, 14 o problema in arheologie (de proportie biblica) care a dus la utilizarea pe scara larga a termenului „ovicaprine” pentru a descrie foarte multe oase care rezista la identificare. Diferitele practici de crestere si practicile de exploatare ale celor doua grupuri sunt ascunse daca cele doua specii nu pot fi separate. Am folosit deja metoda pentru a discrimina oile de capre, 14 o problema in arheologie (de proportie biblica) care a dus la utilizarea pe scara larga a termenului „ovicaprine” pentru a descrie foarte multe oase care rezista la identificare. Diferitele practici de crestere si practicile de exploatare ale celor doua grupuri sunt ascunse daca cele doua specii nu pot fi separate.

Colagenul este o proteina in evolutie lenta formata din trei lanturi impletite impreuna ca tripla helix. La mamifere si la majoritatea celorlalte grupe de vertebrate, doua lanturi provin din aceeasi gena COL1A1, cu o a treia catena, cu evolutie mai rapida, COL1A2. O analiza atenta a diferentei dintre colagenul de ovine si caprine arata ca exista doua diferente in secventa care se afla strans pe lantul COL1A2, dubla mutatie aparuta la baza genului Capra.14 Evolutia lenta a lanturilor de colagen inseamna ca, in timp ce ZooMS poate sorta oile din capre, asta inseamna toate caprele, nu poate spune diferenta dintre o capra domestica si un ibex salbatic.

Colagen, codul de bare al mortii?

Viteza lenta de evolutie a lanturilor de colagen inseamna ca ZooMS va avea o rezolutie care sa se apropie de gen (desi in mod clar aceasta va depinde de grupul taxonomic). Cu toate acestea, dimensiunea mare a proteinei si rata lenta de evolutie inseamna ca aceasta are o variatie suficienta pentru ambele: (i) sa poata face discriminari intre genurile din regnul animal folosind aceeasi proteina si aceleasi metode de extractie si (ii) este suficient de similar pentru a putea cartografia diferentele intre grupurile larg dispersate. Faptul ca colagenul este pastrat selectiv in oasele vechi (si dinti, fildes si antler) inseamna ca poate fi folosit ca cod de bare molecular dupa mult timp dupa ce codurile de bare ADN au fost deteriorate, fragmentate si „topite”. Colagenul poate fi recuperat din majoritatea oaselor arheologice si, daca activitatea Mariei Schweitzer si a colegilor ei dau roade, din fosile cu o antichitate mult mai mare. Aceasta inseamna ca colagenul este un cod de bare excelent pentru aceste tesuturi animale, atat din tesuturi prelucrate, cum ar fi carne si faina de oase, dar si marfuri tranzactionate, cum ar fi furnicul si fildes, precum si din oasele arheologice si fosilele multor animale care au suferit valul de disparitie pe masura ce oamenii moderni au migrat din Africa si de pe glob cu aproximativ 70.000 de ani in urma.

Caracteristicile particulare ale spectrometriei de masa, capacitatea de a detecta secvente moleculare originale, fara amplificare (si riscuri insotite de contaminare) si viteza si simplitatea analizei, au potentialul de a revolutiona identificarea tesuturilor animalelor, chiar si din fragmente minuscule, in urma. in timp si peste regatul vertebratelor. Am argumenta ca la fel cum ADN-ul poate fi considerat un cod de bare al vietii, colagenul are potentialul de a fi codul de bare pentru comunitatile mortilor.

Referinte

  1. K. Hollemeyer, W. Altmeyer si E. Heinzle, „Identificarea blanurilor cainelui domestic, cainelui ras, iepurelui si pisicii domestice prin analiza parului cu ajutorul spectrometriei de masa MALDI-ToF”, Spectrosc. Europa 19 (2), 8–15 (2007).
  2. K. Hollemeyer, W. Altmeyer si E. Heinzle, „Identificarea si cuantificarea pene, in jos si a parului de origine aviara si mamifera folosind o desorbtie / ionizare laser asistata de matrice, spectrometrie de masa in timp de zbor”, Anal. Chem. 74 (23), 5960–5968 (2002).
  3. K. Hollemeyer, W. Altmeyer, E. Heinzle si C. Pitra, „Identificarea speciei de imbracaminte a lui Oetzi cu spectrometrie de masa de desorbtie / ionizare laser asistata de matrice in timp de zbor, bazata pe asemanarile peptide ale modelului digestiei parului”, Rapid Commun. Spectrom de masa 22 (18), 2751–2767 (2008).
  4. K. Hollmeyer, W. Altmeyer, E. Heinzle si C. Pitra, „Identificarea originii speciilor pentru imbracamintea Oezti de spectrometria de masa MALDI-ToF folosind digestii de par triptice”, Spectrosc. Europa 21 (2), 7–11 (2009).
  5. PH Ostrom, M. Schall, H. Gandhi, TL Shen, PV Hauschka, JR Strahler si DA Gage, „Noi strategii pentru caracterizarea proteinelor antice folosind spectrometrie de masa cu ionizare cu desorbtie laser asistata de matrice”, Geochim. Cosmochim. Acta 64 (6), 1043-1050 (2000).
  6. CM Nielsen-Marsh, PH Ostrom, H. Gandhi, B. Shapiro, A. Cooper, PV Hauschka si MJ Collins, „Conservarea exceptionala a oaselor de bizon> 55 ka, asa cum este demonstrat de secventele de proteine ​​si ADN”, Geologie 30 (12), 1099–1102 (2002).
  7. MH Schweitzer, CL Hill, JM Asara, WS Lane si SH Pincus, „Identificarea materialului imunoreactiv in fosilele mamut”, J. Molecular Evolution V55 (6), 696–705 (2002).
  8. J. Asara, M. Schweitzer, L. Freimark, M. Phillips si L. Cantley, „Secvente proteice din mastodon si Tyrannosaurus rex, dezvaluite prin spectrometrie de masa”, Science 316 (5822), 280 (2007).
  9. MH Schweitzer, W. Zheng, CL Organ, R. Avci, Z. Suo, LM Freimark, VS Lebleu, MB Duncan, MG Vander Heiden, JM Neveu, WS Lane, JS Cottrell, JR Horner, LC Cantley, R. Kalluri si JM Asara, „Caracterizare biomoleculara si secvente proteice ale hadrosaurului Campanian B. canadensis ”, Science 324 (5927), 626–631 (2009).
  10. G. Muyzer, P. Sandberg, MHJ Knapen, C. Vermeer, MJ Collins si P. Westbroek, „Conservarea osteocalcinei proteinei osoase la dinozauri”, Geologie 20, 871–874 (1992).
  11. M. Buckley, C. Anderung, K.

    filme porno cu batrani si tinere http://satellite.tc/__media__/js/netsoltrademark.php?d=filmeamatori.com/
    poze porno pizde paroase http://destinationaruba.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=filmeamatori.com/filme-porno/amatori
    mature lady porno http://hotmaturegirlfriends.com/cl.php?porno=MzB4MzB4NjEw&url=https://filmeamatori.com/filme-porno/anal
    laura andresan filme porno http://roomseeker.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=filmeamatori.com/filme-porno/asiatice
    big dick porno http://certnfunds.org/__media__/js/netsoltrademark.php?d=filmeamatori.com/filme-porno/beeg
    filme porno in lift http://switchexchange.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=filmeamatori.com/filme-porno/blonde
    filme-porno http://sarayahospitality.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=filmeamatori.com/futai-in-pozitia-doggystyle-cu-niste-amatori-porno
    free porno mature http://minitomatoes.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=filmeamatori.com/scolarita-sexy-face-blowjob-unui-individ
    big porno http://keywordtumbler.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=filmeamatori.com/bruneta-e-intinsa-pe-spate-si-fututa-in-dormitor
    teen anal porno http://rodgerstimberlake.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=filmeamatori.com/tanar-pervers-fute-o-asiatica-porno
    video porno gratuit http://www.scanbuilding.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=filmeamatori.com/futai-in-bucatarie-cu-un-cuplu-de-amatori
    filme porno dezvirginare http://bike.co.ua/url.php?p=filmeamatori.com/tanara-slabanoaga-se-fute-pasional-in-dormitor
    porno intre frati http://rk-integration.net/__media__/js/netsoltrademark.php?d=filmeamatori.com/o-blonda-matura-cu-corp-superb-e-fututa-in-pozitia-doggystyle
    vica blochina porno http://www.ninaphillips.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=filmeamatori.com/o-bruneta-micuta-se-fute-incredibil-in-dormitor
    filme porno africane http://hipcityguide.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=filmeamatori.com/mama-si-fiica-futute-de-un-pervers-in-casa-lor
    porno tv http://whathappenedthedayiwasborn.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=filmeamatori.com/lesbiene-porno-amatoare-isi-dau-limbi-in-pizda
    porno venezuela http://karume.net/__media__/js/netsoltrademark.php?d=filmeamatori.com/sex-porno-anal-cu-o-tanara-sexy-si-frumoasa
    porno bikini http://webtecheu.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=filmeamatori.com/blowjob-xxx-cu-o-asiatica-fututa-de-doi-barbati
    filme porno public http://taniaparkyn.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=filmeamatori.com/video-xxx-cu-amatori-tineri-care-fac-sex-in-dormitor
    porno cu pamela sanchez http://i-love-cartoons.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=filmeamatori.com/eleva-de-liceu-e-fututa-de-profesor-in-clasa

    Penkman, BJ Raney, A. Gotherstrom, J. Thomas-Oates si MJ Collins, „Compararea supravietuirii osteocalcinului si mtDNA in osul arheologic din patru situri europene”, J. Archaeolog. Sci. 35 (6), 1756–1764 (2008).

  12. AD Covington, L. Song., O. Suparno, H. Koon si MJ Collins, „Link-lock: o explicatie a stabilizarii chimice a colagenului”, J. Soc. Piele Technol. Chem. 92 (1), 1 (2008).
  13. M. Buckley, M. Collins, J. Thomas-Oates si JC Wilson, „Identificarea speciei prin analiza colagenului osos folosind desorbtie / ionizare laser asistata de matrice in timp de zbor spectrometrie de masa”, Rapid Commun. Spectrom de masa 23 (23), 3843–3854 (2009).
  14. M. Buckley., S. Whitcher Kansa, S. Howard, S. Campbell, J. Thomas-Oates si M. Collins, „Distingerea intre oasele arheologice si oasele de capra folosind o singura peptida de colagen”, J. Archaeolog. Sci. 37, 13–20 (2010).