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Um estudo piloto da Universidade Estadual da Carolina do Norte mostra que a imagem nanoscópica 3D de ossos antigos não apenas fornece mais informações sobre as mudanças sofridas pelos tecidos moles durante a fossilização, mas também tem potencial como uma maneira rápida e prática de determinar quais espécimes são prováveis candidatos para preservação de sequências antigas de DNA e proteínas.
“Paleontólogos estudam ossos fossilizados há séculos, mas ainda não entendemos completamente o processo de fossilização de tecidos moles orgânicos de ossos, como proteína de colágeno ou vasos sanguíneos, e como eles se preservam por longos períodos de tempo”, diz Landon Anderson, aluno de pós-graduação da NC State e autor da pesquisa. “Usei uma abordagem de imagem nanoscópica para comparar ossos modernos e ossos da Era Glacial, como um método para potencialmente entender melhor as mudanças que a proteína de colágeno e os vasos sanguíneos sofrem durante a fossilização.”
Anderson comparou pequenas amostras de ossos de pernas de vacas, jacarés e avestruzes modernos com aquelas de mamutes lanosos, bisões das estepes, renas e cavalos da era Pleistoceno. As amostras do Pleistoceno foram todas recuperadas de permafrost antigo descongelado no Território Yukon do Canadá.
A aplicação de uma solução ácida diluída às amostras dissolveu a porção mineral dos ossos, deixando para trás suas estruturas de proteína de colágeno subjacentes. Usando microscopia eletrônica de varredura (MEV) com ampliação de até 150.000x, Anderson conseguiu obter imagens das fibrilas de proteína de colágeno e vasos sanguíneos dentro das amostras de osso desmineralizadas.
Anderson escaneou as superfícies das estruturas fotografadas usando espectrometria de massa de ionização secundária de tempo de voo (ToF-SIMS), que identificou as assinaturas químicas presentes nas estruturas e ajudou a confirmá-las como colágeno, proteína e vasos sanguíneos.
“Os dados de imagem e ToF-SIMS mostraram que as amostras da Era do Gelo ainda consistem em tecido ósseo original, não fossilizado — são subfósseis e ainda preservam muito de seu tecido orgânico e proteínas originais e inalterados, semelhantes aos ossos modernos”, diz Anderson. “A ideia subjacente deste estudo piloto é que esta abordagem nanoscópica poderia ser usada em ossos por todo o registro fóssil para entender melhor as mudanças químicas e estruturais que ocorrem em tecidos orgânicos durante a fossilização.”
A técnica também poderia ser usada como um substituto para triagem de espécimes de ossos antigos para preservação de sequências de DNA e proteínas.
“A imagem do microscópio eletrônico permite que você visualize diretamente as fibrilas de colágeno nanoscópicas do osso, que são essencialmente feixes de moléculas de proteína de colágeno”, diz Anderson. “A proteína de colágeno é robusta, então para um espécime de osso antigo sem essas fibrilas, se elas foram degradadas, então também é improvável que haja qualquer DNA recuperável presente na amostra e o conteúdo de proteína seria reduzido, no mínimo. Esta técnica pode ser um primeiro passo prático para selecionar espécimes candidatos para análise molecular posterior.”
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