原始的恐龙爪鞘蛋白保存了7500万年

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特蕾西皮克 tracey_peake@ncsu.edu 919.515.6142

北卡罗来纳州立大学的一项新研究表明，一只7500万年前的蒙古窃蛋龙在孵卵时被保存下来，同时也保存了覆盖在它手指上的原始角状爪鞘。这项工作增加了原始有机材料可以随时间保存的证据。

Citipati osmolskae是一种鸸鹋大小的恐龙，白垩纪时期生活在现在的蒙古。1995年，一个保存特别完好的标本Citipati是在Djadokhta地层中发现的。这个标本是在一窝蛋的孵卵处被发现的。古生物学家推测它是被沙丘迅速掩埋的，这解释了它保存完好的原因。

在准备标本的过程中，科学家们注意到，在前肢的一个骨爪之外，有一层薄薄的白色物质透镜，它的质地和颜色与沉积物和骨骼都不同。它也被放置在爪鞘的位置。

现代鸟类的爪鞘覆盖在手指末端的爪上，很像人类的指甲，有很多功能——帮助它们防御、移动或捕捉和抓住猎物。现代鸟类的鞘由两种类型的角蛋白组成:α -角蛋白，在鞘的内部发现的较软的形式;还有-角蛋白，一种更坚硬、更持久的角蛋白，它构成了鞘的外部。

艾莉森·莫耶曾是北卡罗来纳州立大学的博士生，现在是德雷塞尔大学的博士后研究员，是一篇描述这项研究的论文的第一作者，她想找出这种材料是否来自Citipati是一个爪鞘，如果是的话，是否有原始的-角蛋白保存下来。

Moyer和她的北卡罗来纳州同事们首先使用扫描和透射电子显微镜来获得组织表面和内部结构的微观细节。结果表明，该样本在结构上与现代鸟类的爪鞘相似，因此该团队决定继续进行免疫组化(IHC)测试。

免疫组化检测利用抗体对抗特定的蛋白质。如果存在这种蛋白质，抗体就会与蛋白质的小区域结合，并指出蛋白质在组织中的位置。莫耶使用了从现代鸟类羽毛中提取的β -角蛋白抗体。在最初的免疫组化测试中，结果是不确定的，这导致Moyer对标本进行了更仔细的观察。她发现爪化石中钙的浓度异常高，远高于与之相比较的活鸟的爪或化石周围的沉积物中钙的浓度。根据理论，钙可能会影响结果，莫耶去除钙，并对爪鞘材料做了进一步的免疫组化测试。

当钙被去除后，抗体的反应更加强烈，这表明β -角蛋白的存在和原始分子的保存。

“可能是组织中钙的结合帮助保存了它，”莫耶说，“但为了看到潜在的分子组成，同样的钙必须被去除。”因为这项研究使用了多种经过充分测试的方法，它不仅支持了岩石记录中的蛋白质的寿命，还揭示了这些蛋白质可能是如何保存的。”

这项研究发表在英国皇家学会学报B该项目由David and Lucile Packard Foundation、NSF INSPIRE计划(EAR-1344198)和美国国家科学基金研究生研究奖学金计划(DGE-1252376)资助。北卡罗来纳州生物科学教授玛丽·史怀哲(Mary Schweitzer)和研究助理郑文霞(Wenxia Zheng)对这项工作做出了贡献。

皮克-

编辑报告:本文摘要如下

筑巢恐龙Citipati osmolskae的爪的显微和免疫组化分析

DOI:10.1098 / rspb.2016.1997

作者:北卡罗来纳州立大学和德雷塞尔大学的艾莉森·莫耶;玛丽·史怀哲，郑文霞，北卡罗莱纳州立大学
发表：英国皇家学会学报B

摘要：
白垩纪最著名的化石之一是Citipati osmolskae(MPC-D 100/979)，一种窃蛋龙被发现在一窝未孵化的蛋的孵卵位置。最初的描述是指从手爪延伸出来的白色薄透镜，这被认为是代表原始的角状爪鞘，在生活中，会覆盖它。在这里，我们验证了这种特殊的形态保存延伸到分子水平的假设。将化石鞘与现存鸟类鞘进行比较，发现了相似的形态和显微结构。现存鸟类的爪鞘主要由两种结构蛋白组成;α角蛋白，在所有脊椎动物中表达，β角蛋白，仅在爬行动物和鸟类(蜥脚类)中发现。我们使用了针对几乎完全由β -角蛋白组成的鸟类羽毛的抗体，来证明化石组织的反应与活鸟类的反应具有相同的特异性，尽管强度较低。此外，我们还发现，钙螯合作用大大提高了抗体反应性，这表明钙在化石材料的保存中发挥了作用。