文/万物君

7月3日，研究人员在biorxiv发表文章《牙釉质蛋白揭示了南部非洲傍人的生物学性别和遗传变异》的预印本，称从生活在200万年前的非洲罗百氏傍人的 4 颗牙齿上收集到蛋白质序列，并确定了他们的性别。

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DNA、RNA和蛋白质，都是由较小的单元组成的无分枝的线性聚合体大分子。

对于DNA，这些单元是四种碱基，即腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T）。

对于RNA，这些单元是A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）、U（尿嘧啶），其中，U（尿嘧啶）取代了DNA中的T（胸腺嘧啶）。

对于蛋白质，这些单元是20种氨基酸残基，如A（丙氨酸）、E（谷氨酸）、Y（酪氨酸）等。

关于DNA序列和蛋白质序列，科学家认为，蛋白质序列往往比DNA缺乏有关生物遗传的信息，但是蛋白质分子要坚硬得多更易保存。

理论上，古代DNA的保存年限为260万年，那就是永久冻土的极限。在那之前，气候太温暖了。但实际上，人类测得的最古老DNA，距今165万年，为来自冻土中的猛犸象。

相比之下，截至目前，人类测得的最古老蛋白质，距今650万年，为来自甘肃临夏的鸵鸟蛋。

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关于人类提取出古DNA和蛋白质的记录，简单罗列如下：

2006年，法国和比利时的一个研究团队获得了一段10万年前的尼安德特人DNA碎片。直到2013年的发现之前，这段DNA碎片一直是人类发现的最古老的人类DNA。

2013年，科学家从来自西班牙洞穴的尼安德特人股骨中提取出人类DNA，距今43万年。不过根据其年代，这个个体不像是尼安德特人，而是尼安德特人和丹尼索瓦人的共同祖先海德堡人。

2013，古DNA专家路德维希·奥兰多团队在来自加拿大永久冻土的马腿骨中提取出DNA，距今56万-78万年前。研究人员据此计算出了马属所有物种，包括现代马、驴和斑马最近的共同祖先存在的时间，在400-450万年之前，比原来认为的时间要早两倍。

2016年，研究人员报告了来自非洲坦桑尼亚380万年历史的鸵鸟蛋壳的蛋白质序序列。

2018年，中国和丹麦科研团队首次在距今193万年的来自广西田东县布兵村吹风洞的巨猿化石中成功提取蛋白质信息，并确认了这个早已绝灭的物种与亚洲猩猩存在密切的演化关系。据了解，这是人类在亚热带地区的化石中首次提取年代如此古老的蛋白质证据。

2019年，一个团队对来自美国乔治亚州的177万年历史的犀牛牙齿的蛋白质进行了分析。

2020年，丹麦科学家对一颗属于人类物种的有80万年历史的牙齿进行了蛋白质测序，然后利用这些蛋白质来破译产生这些蛋白质的遗传密码。在将这些代码与更近期的人类牙齿样本的遗传数据进行比较后，研究小组得出结论，这一古人类的DNA无法与人类、尼安德特人和丹尼索瓦人在进化树上的同一分支相匹配。

在西班牙发现的距今80万年的现代人类的古老亲戚的骨骼遗骸

2021年，科学家提取出来自西伯利亚永久冻土中的猛犸象的DNA，距今165万年。

2023年，科学家从距今200万年的非洲罗百氏傍人的牙齿中提取出蛋白质信息。

2023年6月，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所在甘肃临夏和政县公布了十项新生代化石研究世界之最。其中，在甘肃临夏盆地早于650万年前的鸵鸟蛋化石中检测出的蛋白质序列成为世界上最早的记录。

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不难发现，这次从非洲罗百氏傍人的 4 颗牙齿上收集到蛋白质序列，将人类蛋白质记录推回到难以想象的时间。

那么，到底有何发现呢？

一、研究人员从罗百氏傍人的牙齿上发现了一种叫作釉原蛋白-Y的蛋白质，它是由Y染色体上的一个基因产生的。它在其中 2 个样本中的存在使研究人员得出结论，这些牙齿属于男性。其中 1 个此前因体形较小而被认为是女性。

二、其它 2 颗牙齿缺乏釉原蛋白-Y，并且含有该蛋白的X染色体版本，这使得研究人员推断这些标本可能是女性。

三、研究人员还对 4 个样本的氨基酸进行了测序，从而证实智人、尼安德特人和丹尼索瓦人之间的关系均比其与200万年前的罗百氏傍人的关系更加密切。

四、在一种牙釉质蛋白中，研究人员发现罗百氏傍人遗骸之间存在序列差异，这可能反映了人种内部的差异性。

对于上述发现，如果仅从骨骼形态来研究，无论如何都是做不到的。就此而言，蛋白质提取与测序，具有更大的优越性。

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一直以来，基因测序更为人所知，例如人类基因组计划被誉为生命科学的“登月计划”，然而蛋白质测序虽然更早出现，但测序方法，却在很大程度上落后了。

目前主要有四种方法：

一、基于PCR扩增的蛋白质测序，即利用细胞中表达的DNA或者RNA进行基因测序，然后再按照氨基酸密码子表转换为蛋白质的氨基酸序列，本质上属于基因测序技术。

二、Edman降解测序，即利用化学方法从蛋白质的N端将氨基酸依次降解，再使用高效液相色谱对氨基酸进行鉴定。这种方法有很大的局限性，如降解过程缓慢，需要大量的高纯度肽。

三、质谱法测序，这种方法可以更快地裂解肽，可以识别末端封闭或修饰的蛋白质。但想要与基因组分析一样，实现相似的大样本队列常规、完整的蛋白质组量化目标仍难以实现。

四、荧光测序法，即用不同的荧光标记蛋白质，可以对单个样本中的数百万个蛋白分子进行测序。

就目前蛋白质测序的应用落后于DNA测序而言，其未来还有很长的路要走。

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毋庸赘言，蛋白质测序对于健康诊断有着很大的价值，同时，它对于古生物的鉴定也有着相同重要的价值和意义。

首先，它能确定古人类的性别，从而避免把形体较小的化石归结为异性。如前所述，1 个罗百氏傍人的牙齿，此前因为体形较小而被认为是女性。

其次，可以避免把形体较小的女性化石归结为异种。罗百氏傍人化石最初就曾被认为来自另一种体形较小的南部非洲古人类男性。类似的案例还有，所谓的腊玛古猿，很可能是西瓦古猿的异性个体。

最后，它能帮助科学家构建更精准的古人类进化树，毕竟，目前仅仅根据骨骼形态构建人类进化的图景，并不严谨。

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仅就人类而言，科学家能够提取的古DNA和蛋白质信息的最早记录，如前所述分别为：

10万年前的尼安德特人DNA碎片；

43万年前的尼安德特人的DNA；

80万年前的古人类牙齿的蛋白质序列；

193万年前的巨猿蛋白质信息；

200万年前的罗百氏傍人的蛋白质信息。

很明显，在探究早期人类基因信息上，蛋白质提取比DNA提取能够触达的时间点更久远。相信在不久的未来，随着蛋白质提取和测序方法的改进和应用，科学家对古人类的研究，会更加深入，从而更科学地揭示人类的进化图景，以及构建更加精确的人类进化树。

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做个小结：

一、蛋白质分子比DNA分子更坚固，更容易保存。截至目前，最古老的蛋白质分子距今650万年，而最古老的DNA分子距今165万年。

二、截至目前，从古人类化石遗骸中提取的最早的蛋白质，距今200万年，而从中提取的最早的DNA，距今仅43万年。

三、随着蛋白质提取和测序技术的发展，其在古生物研究中的应用会更加广泛。