ADN de un Dinosaurio!

La semana pasada, se publicó un [artículo] muy emocionante. Este estudio no sólo muestra células individuales en un fósil del Cretáceo Temprano (133-120 millones de años atrás), ¡sino también que esas células preservan ADN dentro de ellas!

A la izquierda, el espécimen del Caudipteryx, mostrando el sitio de la muestra en amarillo (de la Figura 1 del artículo). A la derecha, una reconstrucción de un Caudipteryx (arte por Matt Martyniuk).

El fósil es un espécimen de un Caudipteryx, un oviraptorosaurio de la famosa Biota de Jehol de China. La biota de Jehol viene de un sitio con una preservación exquisita de fósiles. Muchos de los especímenes que vienen de ahí están al menos parcialmente completos (los huesos todavía se encuentran como hubiesen estado durante la vida, o sea “articulados”).

Los autores sacaron una muestra del cartílago articular del fémur derecho (el hueso de la parte superior de la pierna). El cartílago articular es una capa de material más suave que los huesos que protege los extremos de los huesos de la fricción donde se unen a una articulación, como en la rodilla. Ellos dividieron su muestra en 3 pedazos y usaron diferentes técnicas de alta-resolución y métodos de tinción para ver los detalles microscópicos.

El resultado más impresionante fue el del segundo pedazo. Primero, disolvieron todo el material óseo dejando sólo el cartílago. Después cortaron el pedazo en secciones finas que la luz pudiera atravesar, y las tiñieron. La tinta se fusiona con las membranas de las células, el ADN y todo el material externo de la célula (“la matriz extracelular”) con colores distintos. Hicieron lo mismo con un pedazo de hueso de una gallina para comparación.

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Fotos del segundo pedazo del hueso después del proceso de teñido. Los círculos violetas son los condrocitos y el círculo rosado en el centro es el núcleo. Las tiras más oscuras dentro del núcleo son cromatina. A la izquierda está el fósil y a la derecha está la gallina. (De la Figura 4c-f del artículo).

Los autores encontraron ‘condrocitos’ (las células que hacen el cartílago) muy bien preservadas, con núcleos en su interior. El núcleo de la célula es la parte que contiene el ADN. Dentro del núcleo había material más oscuro en tiras, que los autores describen como cromatina – una forma de ADN que es más condensada que la hélice doble que es mas típica. ¡Encontraron ADN dentro de un fósil de un dinosaurio de ~130 millones de años atrás!

Los autores aclaran que no es probable que encontremos secuencias de ADN dentro de un fósil de esta edad. Las secuencias son las que dan las instrucciones de como armar un organismo. Así que por ahora (afortunadamente), no podemos recrear el Parque Jurásico. Pero este estudio nos muestra que, con nuevas técnicas de imagen, podemos aprender cada vez más sobre estos antiguos organismos.

Dinosaur DNA!

Last week, a very exciting [paper] was published. Not only did this study show individual cells in a fossil from the Early Cretaceous (133-120 million years ago), but those individual cells show DNA preserved inside!

On the left is the specimen of Caudipteryx, showing the location of the sample in yellow (from Figure 1 of the paper). A reconstruction of Caudipteryx is on the right (art by Matt Martyniuk).

The fossil in question is a specimen of Caudipteryx, an oviraptorosaurid from the famous Jehol Biota of China. The Jehol Biota comes from a site of exquisite fossil preservation. Many of the specimens that come from there are at least partially complete (the bones are still placed how they would have been in life, or “articulated”).

The authors took a sample from the articular cartilage of the right femur (upper leg bone). Articular cartilage is a layer of softer-than-bone material that protects the ends of the bones from rubbing together where they come together in a joint, like the knee. They divided their sample into 3 sections and used different high-resolution imaging techniques and staining methods to look at the microscopic details inside.

The most impressive result was from their second section. They first dissolved all of the bony material leaving only the softer cartilage behind. Then they cut the piece into thin sections that light can pass through, and stained them. The stain fuses with cell membranes, DNA, and all of the stuff outside of the cell (“extracellular matrix”) in different colors. They did the same thing with a similar piece of a modern chicken bone for comparison.

Photos of the second piece of bone after the staining process. The purple circles are the chondrocytes and the pink central circle is the nucleus. The dark threads inside the nucleus are chromatin. On the left is the fossil, on the right is the chicken. (Figure 4c-f of the article).

They found well-preserved ‘chondrocytes’ (the cells that make cartilage), with nuclei inside. The nucleus in a cell is what holds the DNA. Inside the nucleus was darker material, in strands, which the authors describe as chromatin – a form of DNA that’s more condensed than the typical stretched out double helix. They found DNA inside of a dinosaur fossil from ~130 million years ago!

The authors do make it clear that it is unlikely that we will find DNA sequences inside a fossil of this age. The sequences are what make up the instructions for building organisms. So for right now, we (thankfully!) can’t recreate Jurassic Park. But this study shows us that with new imaging techniques, we can learn even more about these ancient organisms.