Oude eiwitten onderscheiden botfragmenten neanderthaler
Botresten van duizenden jaren oud zijn vaak te gefragmenteerd om te kunnen identificeren. Het is promovendus Frido Welker nu voor het eerst gelukt om mensachtige botten van elkaar te onderscheiden aan de hand van oude eiwitten. Promotie 18 mei.
Botresten
Wanneer stierf de neanderthaler uit? En wanneer arriveerde de moderne mens in Europa? Dit soort vragen proberen archeologen te beantwoorden door de botresten van deze mensachtigen te bestuderen. Het probleem is dat de meeste botresten te gefragmenteerd zijn: ze zijn op het oog niet herkenbaar en DNA is er vaak al uit verdwenen. Het is daardoor niet goed bekend waar en wanneer de laatste neanderthalers en de eerste moderne mensen in Europa aanwezig waren.
Eiwitvariatie
Maar DNA is niet de enige bron van informatie over het verleden van een bot. Met een eiwit zoals collageen type I, dat in grote concentraties aanwezig is in botten, is al een bizon van een mensachtige te onderscheiden. Dat komt omdat het eiwit zelf tussen soorten varieert. Deze techniek wordt Zooarcheologie door middel van massaspectrometrie genoemd (ZooMS). Frido Welker gebruikt ZooMS om honderden botten te determineren, in de hoop nog niet ontdekte botten van mensachtigen te identificeren. ‘Helaas is deze techniek niet in staat om onderscheid te maken tussen mensachtigen, zoals tussen een Neanderthaler en een moderne mens’, legt hij uit.
Collageen type X
Andere oude eiwitten in deze botfragmenten kunnen dit wel, ontdekte Welker tijdens zijn promotieonderzoek in samenwerking met het Max Planck Instituut voor Evolutionaire Antropologie in Duitsland. ‘Zelfs botfragmenten van vijftigduizend jaar oud kunnen nog tientallen verschillende eiwitten bevatten. Enkele daarvan, zoals het eiwit collageen type X, bevatten genoeg variatie om onderscheid te maken tussen mensachtigen.’ Welker gebruikte hiervoor een meer geavanceerde massaspectrometrie techniek: LC-MS/MS.
Châtelperronien
Met deze techniek heeft Welker aangetoond dat menselijke botresten uit de Grotte du Renne in Frankrijk van neanderthalers afkomstig zijn en niet van moderne mensen. Grotte du Renne is een belangrijke archeologische site van het Châtelperronien: een oude industrie van circa 43.000 - 38.000 voor Christus. Welker: ‘We hebben nu voor het eerst moleculair-biologisch bewijs dat het Châtelperronien door neanderthalers is gemaakt.’
Schat aan informatie
Welker wil de oude eiwitten ook gebruiken om fysiologische eigenschappen uit de botten te achterhalen, zoals of de mensachtige stress of ziektes had. ‘Het is heel bijzonder dat we uit botresten die eerst als waardeloos werden gezien, nu een schat aan informatie kunnen halen’, zegt Welker. ‘Met deze techniek kunnen we nu ook de ontstaansgeschiedenis onderzoeken van menselijke fossielen waarin het DNA niet meer aanwezig is. Daarnaast willen we zowel ZooMS als LC-MS/MS op een grotere schaal toepassen bij archeologische sites in Europa, om de menselijke evolutie beter in kaart te brengen.’