XÁC NHẬN SỰ BẢO TỒN HEMOGLOBIN TRONG XƯƠNG KHỦNG LONG BẰNG KỸ THUẬT HÌNH ẢNH TIÊN TIẾN

Một nghiên cứu mới từ Đại học Bang Bắc Carolina (Mỹ) đã xác định được sự hiện diện của hemoglobin, phân tử vận chuyển oxy trong máu, trong các mẫu xương hóa thạch của hai loài khủng long, qua đó khẳng định rằng các phân tử này có nguồn gốc từ chính các cá thể khủng long. Nghiên cứu cũng làm sáng tỏ quá trình phân hủy theo thời gian của heme, thành phần quan trọng trong hemoglobin.

Các mẫu mô mềm được thu thập từ hai loài khủng long Brachylophosaurus canadensis và Tyrannosaurus rex đã từng là đối tượng nghiên cứu trong nhiều năm. Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học sử dụng kỹ thuật cộng hưởng Raman (Resonance Raman) để xác định sự hiện diện của heme liên kết với protein globin, cũng như heme liên kết với khoáng chất goethite – một dạng oxit sắt thường thấy trong quá trình oxy hóa.

Công nghệ giúp chúng ta nghiên cứu sự bảo tồn mô mềm ở mức độ chi tiết nhất.

Giáo sư Hans Hallen, chuyên gia vật lý tại Đại học Bang Bắc Carolina, cho biết: “Cộng hưởng Raman sử dụng ánh sáng đã được điều chỉnh để phù hợp với phân tử cần nghiên cứu, giúp tăng cường tín hiệu và làm nổi bật phân tử mục tiêu giữa các tín hiệu hỗn tạp từ mẫu hóa thạch.” Phương pháp này cho phép các nhà nghiên cứu quan sát sự biến đổi hóa học của hemoglobin từ trạng thái sống sang trạng thái hóa thạch.

Nhóm nghiên cứu đã áp dụng RR để phân tích các mẫu từ Brachylophosaurus, T. rex, xương đà điểu hiện đại đã khử khoáng và máu người. Kết quả cho thấy hemoglobin vẫn tồn tại trong các mẫu cổ đại, và quá trình phân hủy của nó dẫn đến sự hình thành goethite trên sắt trong hemoglobin. Các nhà khoa học cũng xác định được vị trí cấu trúc vòng của heme bị tổn hại, và nhận thấy quá trình này xảy ra khá nhanh sau khi sinh vật chết.

Một điểm đáng chú ý là kết quả nghiên cứu loại trừ khả năng nhiễm tạp chất từ môi trường. Giáo sư Mary Schweitzer, đồng tác giả nghiên cứu, giải thích rằng RR không chỉ xác định liên kết phân tử mà còn nhận diện cấu trúc, giúp phân biệt hemoglobin thật với các chất gây nhiễm như vi khuẩn, vốn không có liên kết đặc trưng như hemoglobin.

Mạch máu được cô lập từ hóa thạch xương của T. rex.

Việc hiểu rõ cách heme phân hủy và biến đổi theo thời gian có thể giúp giải thích cơ chế hóa thạch và lý do một số phân tử sinh học có thể tồn tại hàng chục triệu năm. Theo giáo sư Hallen, khoáng chất goethite có thể đóng vai trò ổn định các mảnh protein, điều mà trước đây chưa được biết đến.

Hemoglobin từng được phát hiện trong các trầm tích cổ hơn nhiều so với thời kỳ khủng long, cho thấy khả năng tồn tại lâu dài của phân tử này. Giáo sư Schweitzer nhấn mạnh rằng việc hiểu rõ vai trò của heme trong quá trình bảo tồn sinh học là rất quan trọng để lý giải sự sống còn của các phân tử cổ đại.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, do nhóm tác giả B. J. N. Long và cộng sự thực hiện. Kết quả góp phần củng cố bằng chứng rằng các thành phần sinh học có thể được bảo tồn qua hàng triệu năm trong điều kiện hóa thạch.