Бывают открытия, которые сразу же попадают в учебники. Совершить такое открытие - мечта любого ученого. Бывают открытия, которые по всем признакам кажутся вполне подходящими для учебников, но более тщательная проверка показывает, что исследователь поторопился. Несколько лет назад печальная участь постигла работу, описывающую белок тираннозавра. Критики не устают находить в ней недостатки, но сами авторы упорно держатся своей правоты. Совсем недавно они получили неожиданную помощь в борьбе за место под академическим солнцем.
В самом конце июля в научно-популярных СМИ появилось сообщение о реабилитации коллагена тираннозавра. Коллектив исследователей под руководством Дэвида Гольдберга подтвердил, что в тканях гигантского ящера содержатся фрагменты этого белка. Авторы проанализировали данные масс-спектрометрического анализа, полученные другой группой исследователей, используя другие методы обработки информации и иную статистическую обработку.
В итоге ученые заключили, что в образцах тканей тираннозавра содержатся почвенные бактерии, вещества, попавшие в останки в лаборатории, а также фрагменты двух белков. По мнению Гольдберга и соавторов, белки по составу напоминают птичьи гемоглобин и коллаген. Из семи фрагментов, которые были обнаружены изначально, исследователи практически уверены в трех. Насчет четырех других есть сомнения.
Зачем потребовалось независимое подтверждение замечательной, на первый взгляд, работы по идентификации белков динозавра? И почему многие эксперты предрекают, что споры по поводу белка самого крупного хищника Земли будут продолжаться?
Случайная удача
Эта история началась в меловом периоде. Однажды один из гигантских Tyrannosaurus rex, в то время населявших планету, шел по своим делам где-то в глубине Лавразии. Неожиданно почва под ним провалилась, и T. rex свалился в песчаную нору. Несчастный изо всех сил пытался выбраться, но осыпавшийся со стенок песок постепенно накрыл ящера с головой.
Швейцер и коллеги обнаружили в деминерализованных костях тираннозавра волокнистые структуры и регулярную структуру. Изображение авторов исследования
Lenta.ru
Спустя 68 миллионов лет группа палеонтологов, работавшая в 2000 году в одном из ущелий в Северной Дакоте, обнаружила окаменевший скелет тираннозавра. Найденный экземпляр был не самым крупным представителем своего вида. Тем не менее, чтобы перевезти бедренную кость ящера в музей, ученым пришлось распилить ее на две части и вызвать вертолет. К удивлению палеонтологов, пористая костная ткань частично сохранила свое строение. Обычно органические останки, пролежавшие в земле миллионы лет, полностью минерализуются, то есть фактически превращаются в камень.
Образцы необычной кости попали в лабораторию Мэри Швейцер (Mary Schweitzer). В 2005 году в авторитетном научном журнале Science появилась статья Швейцер и ее коллег, в которой они описали результаты анализа окаменелостей из Северной Дакоты. Ученые поместили ткани тираннозавра в химический состав, растворяющий кальцийсодержащие вещества. В оставшейся смеси сотрудники лаборатории Швейцер обнаружили структуры, по форме напоминающие кровеносные сосуды. Более того, структуры обладали эластичностью, а в растворе также были найдены микроскопические образования, которые вполне могли являться эритроцитами.
Швейцер и коллеги провели сходную обработку костей страуса и обнаружили похожую картину. Ученые выбрали именно страуса, так как считается, что динозавры являются дальними предками птиц.
Еще через два года тот же коллектив авторов опубликовал сразу две статьи в Science. На этот раз Швейцер и соавторы провели масс-спектрометрический анализ тканей тираннозавра и определили последовательность семи фрагментов некоего белка. По мнению ученых, в кости ящера был найден коллаген - основной белок соединительной ткани. Чтобы подтвердить свою догадку, исследователи обрабатывали останки антителами против куриного коллагена. Антитела обладают способностью намертво связываться со своими "целевыми" веществами. Если после промывки образца на нем остаются антитела - значит, в образце есть и "цель".
Длинные уши и белые нитки?
Новость мгновенно попала в заголовки статей. Еще бы - до сих пор исследователям удавалось находить только белки, которые были как минимум в сто раз моложе коллагена тираннозавра. Однако восторги журналистов разделяли далеко не все ученые. Вскоре после публикации работы Швейцер и коллег в журнале Science появилось письмо группы ученых, в котором они указывали на недостоверность методов, использованных в революционном исследовании. Одним из авторов письма был человек, рецензировавший статью Швейцер перед публикацией и давший отрицательный отзыв на нее.
Чуть позже критические статьи стали появляться и в других изданиях. Оппоненты Швейцер оспаривали самые разные аспекты ее работы. Во-первых, скептики были недовольны отсутствием в статьях исходных спектров. Короткие белковые фрагменты, описанные авторами противоречивых статей, могли принадлежать вовсе не тираннозавру, а попасть в образцы в процессе их обработки. Например, куриный коллаген мог являться "последствием" обработки образцов куриными антителами (авторы использовали их, чтобы "достать" из образца коллаген). Антитела выделяются из плазмы птиц и полностью очистить их от примесей других белков невозможно.
Во-вторых, критиковались и сами методы проведения анализа - отмечалось, что исходные данные трактуются весьма вольно, а статистическая обработка является неудовлетворительной. Тут следует отметить, что незадолго до появления письма в Science сами авторы признали, что некоторые из их выводов были слишком поспешными, и отказались от них.
В-третьих, сомнения скептиков вызвали самые первые результаты Швейцер и ее коллег. По мнению некоторых специалистов, обнаруженные в образцах сосуды и эритроциты на самом деле являются бактериальной пленкой.
Из-за обилия данных, допускающих, как минимум, иную трактовку, и наличия очевидных неточностей некоторые эксперты включили описание коллагена тираннозавра в список самых сомнительных открытий 2008 года.
Авторы сомнительного открытия отчаянно защищали свою работу. Несмотря на обилие критики, они построили эволюционные деревья позвоночных, используя аминокислотный состав коллагена тираннозавра и коллагенов нескольких других организмов. В изначальном варианте динозавровый белок сравнивали с белками курицы, лягушки и тритона. Столь небольшое число организмов вызвало массу негативных отзывов, и позже авторы добавили в список представителей всех основных групп позвоночных.
Кое в чем Швейцер и коллегам пришлось уступить. Кроме публикации поправки к результатам масс-спектрометрии они выложили в открытый доступ данные масс-спектрометрии. Сначала авторы открыли спектры семи фрагментов, идентифицированных как коллаген, а позже под натиском критиков предоставили все 48 тысяч полученных спектров.
Параллельно исследователи опубликовали новые результаты - они сообщили о выделении коллагена из бедренной кости другого динозавра. Гадрозавр Brachylophosaurus canadensis был старше своего "предшественника" на 25 миллионов лет. На сей раз авторы были предельно осторожны. Чтобы избежать разрушения белка и загрязнения образцов, ученые использовали специально разработанную технику извлечения и обработки окаменелостей. Все работы проводились в стерильных условиях, а образец кости был извлечен из горной породы только по прибытии в лабораторию.
Пока критических отзывов эта работа не получила. Сами авторы рассматривают ее в качестве косвенного подтверждения правомерности своего предыдущего исследования. Однако противники коллагена тираннозавра так не считают.
Итог
Подтверждение результатов Швейцер, полученное независимой научной группой, является очень хорошей новостью для авторов. Один из них, Джон Асара, выразил надежду, что новая публикация положит конец спорам о корректности масс-спектрометрического анализа. Однако надежду Асары разделить трудно: работа уже попала в "черный список", и выбраться оттуда ей будет очень трудно. Единственный путь в "чистую" науку для коллагена тираннозавра теперь пролегает через работы других коллективов, которые захотят повторить исследование.