本文由景杰学术团队报道
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特刊 | 世界野生动植物保护日
3月3日是第七个“世界野生动植物保护日”，今年全球的主题是“维护地球上所有的生命（Sustaining all life on earth）”，我国的主题是“维护全球生命共同体”。尤其是在疫情暴发的背景下，如何更好地与大自然其他生命和谐相处，引发了人们更多的思考。
随着全球经济发展和城市化的进程，自然环境，包括一些原始生境、土壤、水体、空气都受到了严重污染和破坏。众多的野生动植物灭绝，它们是大自然遗传信息的原始图谱，承载各个物种生命的秘密，记录着地球及地球生命体系的进化信息。遗憾的是，这些无比珍贵的物种有很多已经在人类的滥砍滥伐、肆意侵占森林、土地的过程中被灭绝。古蛋白质组学（palaeoproteomics）的兴起，为研究已灭绝生物的生存演化之谜提供了可能。古蛋白质组学运用蛋白质组学技术，研究古样本中的蛋白质，帮助研究人员放大微观细节，化不可见为可见，从一丁点尘埃、从牙菌斑，从隐藏在博物馆密室中的古老种子和骨骼中得出有关于动植物的惊人线索。
古蛋白质组学的诞生依托于质谱技术的发展与应用。通过将蛋白质分解为短链氨基酸，然后再通过质谱技术分析它们的质量，科学家能够准确识别出他们样本里的胶原蛋白或其它蛋白质的序列。将这种新确定的蛋白质序列与来自其他同类的蛋白质进行比较，在单个氨基酸上寻找异同，进而解答有关人类和其它动物的历史和演化问题。运用古蛋白质组学，研究人员用不同已灭绝动植物的胶原“条形码”，为我们揭示了大量关于它们在遥远过去的演化关系。2018年，哥本哈根大学分子人类学家Frido Welker团队运用古蛋白质组学判明了一个已经灭绝的犀牛属——斯蒂芬犀在犀牛演化树上的位置。他们成功地从来自格鲁吉亚德玛尼西遗址的近180万年前的犀牛骸骨里提取了蛋白质。氨基酸置换的模式表明这类动物与同样已经灭绝的披毛犀（Coelodonta antiquitatis）关系很近。这些蛋白质被封存在脊椎动物体内最坚硬的物质——覆盖牙齿的牙釉质中，得益于牙釉质能起到防止氨基酸浸出的作用，蛋白质在这个封闭系统中得以保存了180万年【1】。图：蛋白质在斯蒂芬犀牙齿的釉质中保存了近180万年由于蛋白质在化石中留存的时间要比DNA长得多，这让科学家得以探索全新的史前时期。先前，科研人员已经从北极地区340万年前的骆驼身上提取胶原蛋白序列。根据2016年发表的一篇论文，意大利都灵大学的生物分子考古学家Beatrice Demarchi等人从380万年前的鸵鸟蛋壳里提取到了蛋白质并做了测序【2】。2019年，山东大学王伟教授，与丹麦哥本哈根大学EnricoCappellini、Frido Welker、西班牙庞培法布拉大学进化生物学研究所TomasMarques-Bonet等研究人员合作，从一枚发现于中国广西省、距今190万年的早已灭绝的步氏巨猿牙齿化石的牙釉质中成功检测了牙釉质蛋白质组的序列。通过古蛋白质组学研究发现巨猿是猩猩（Pongo属）的一个进化分枝，其共同祖先大约在12到1000万年前，随后巨猿从Pongo属分离出来并构成了中新世时期巨猿的一部分。该研究成果于2019年11月13在线发表在Nature上【3】。人类的演化可能是古蛋白质组学应用中最受关注的，2019年6月26日，国际专业学术期刊Nature以新闻特写形式发表题为Move over, DNA: ancient proteins are starting to reveal humanity’s history的文章，具体阐述了科学家利用古化石帮助解答围绕古人类的一系列难题。除了分析人与动植物骨骼和骨骼化石来探究与过去有关问题，科学家利用古蛋白质组学回答各类科学问题，如从亚洲的老鼠是从何时登上船只漂洋过海到达非洲的，到什么动物被用来制作中世纪的羊皮纸，或者在古老牙齿的牙石里寻找疾病的印记。2018年11月，丹麦哥本哈根大学Jesper V. Olsen团队，选用考古中发现的中世纪丹麦居民牙矿斑样品以及当代丹麦健康居民的牙菌斑样品，运用蛋白质组学技术揭示中世纪口腔微生物组的特征，找出其与饮食、卫生等的关系。细菌和人类宏蛋白组谱图分析结果表明，中世纪样本中存在健康倾向和致病倾向两大类群体，为生物考古分析提供了更多的分子信息研究数据。研究结果发表在Nature Communications上。
新的研究方法使人们对过去的历史有了更深刻的认识，今天，科学家正在用他们的方法、数据和观点，以求实现一个更少受到损害、更公平的地球的愿景。蛋白质组学等新技术的应用与发展，也对于野生动植物及环境问题的密切关注与保护，起到了一个积极、正面的作用。12.1世界艾滋病日：世界艾滋病日 | 蛋白组学为“艾”发声，揭示HIV感染后，血液/精液外泌体组成的“危险”变化
6.17世界防治荒漠化和干旱日：“共植未来”，蛋白质组学与作物干旱胁迫研究进展 | 世界防治荒漠化与干旱日
4.24世界自闭症日特刊：4月2日世界自闭症日 | 蛋白组学为攻克自闭症带来什么？
1.Enrico Cappellini, et al., 2018, Early Pleistocene enamel proteome sequences from Dmanisi resolve Stephanorhinus phylogeny. bioRxiv.2.Shaun Hall, et al., 2016, Protein sequences bound to mineral surfaces persist into deep time. eLife.3.Frido Welker, et al., 2019, Enamel proteome shows that Gigantopithecus was an early diverging pongine. Nature.4.Jersie-Christensen RR，et al., 2018, Quantitative metaproteomics of medieval dental calculus reveals individual oral health status. Nat Commun.本文景杰学术团队报道，欢迎转发到朋友圈。如有转载、投稿、等其他合作需求，请文章下方留言，或添加微信ptm-market咨询。
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邹文安