O DNA tem prazo de validade. Mas as proteínas estão revelando segredos sobre nossos ancestrais que nunca imaginamos serem possíveis.
"As proteínas são biomoléculas de longa duração, capazes de sobreviver por milhões de anos", escreveram Christina Warinner , arqueóloga biomolecular da Universidade Harvard, e seus colegas em um artigo de 2022. O DNA codifica as instruções para a produção de aminoácidos, que se combinam em longas cadeias para formar proteínas. Como as proteínas se decompõem mais lentamente do que o DNA, elas estão se tornando um recurso extremamente valioso para a compreensão da evolução humana.
Arqueólogos e a revolução do DNA
O interesse dos arqueólogos pelo DNA antigo disparou desde 2010, quando pesquisadores publicaram um rascunho do genoma neandertal , confirmando que os neandertais acasalaram com os ancestrais de muitos humanos modernos. Desde então, a técnica tem sido usada para responder a uma série de questões arqueológicas, como quando as Américas e a Austrália foram colonizadas, quando a agricultura foi inventada e como línguas e culturas podem ter se espalhado.
Mas há grandes desvantagens em confiar apenas em DNA antigo. Embora as técnicas de extração de DNA de ossos muito antigos tenham avançado significativamente ao longo dos anos, o DNA se decompõe em fragmentos menores ao longo de milênios devido aos efeitos da luz solar, calor e umidade. Como resultado, a análise de DNA dos ossos e dentes de nossos parentes antigos tem um limite de tempo que nos impede de aprender sobre nossa evolução mais distante por meio dessa técnica.
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Esse é um problema ainda maior na África, onde ocorreu a maior parte da evolução humana.
"A África é o centro do nosso passado evolutivo, e não temos DNA antigo na África além de uma escala de talvez 20.000 anos neste momento", disse Adam Van Arsdale , antropólogo biológico do Wellesley College, à Live Science. Saber o que estava acontecendo biologicamente com nossos ancestrais distantes há milhões de anos no centro da África transformaria nossa compreensão da evolução humana, disse Van Arsdale.
Uma explosão na análise de proteínas
As proteínas são um alvo interessante para antropólogos porque podem sobreviver até mesmo ao DNA mais antigo. Elas têm menos átomos, menos ligações químicas e uma estrutura mais compacta, o que significa que são menos frágeis que o DNA, de acordo com Warriner e colegas.
O primeiro proteoma antigo — um grupo de proteínas expressas em uma célula, tecido ou organismo — foi extraído de um osso de mamute-lanoso de 43.000 anos em um estudo publicado em 2012. Em 2019, pesquisadores anunciaram o proteoma de mamífero mais antigo da época: o de um dente de 1,9 milhão de anos do extinto parente dos macacos Gigantopithecus .
E em 2025, pesquisadores extraíram com sucesso as proteínas mais antigas até então, do Epiaceratherium , uma criatura extinta semelhante a um rinoceronte que viveu no Ártico canadense há mais de 21 milhões de anos.
À medida que aprimoramos os métodos de identificação de proteínas, os antropólogos estão começando a usar esses métodos para responder perguntas sobre a evolução humana.
Em um estudo de 2020 publicado na revista Nature , pesquisadores analisaram as proteínas do esmalte dentário do Homo antecessor , um parente humano extinto que viveu na Europa há 800.000 anos. Eles descobriram que as proteínas do Homo antecessor eram diferentes daquelas do Homo sapiens , dos neandertais e dos denisovanos, tornando-os um ramo separado da nossa árvore evolutiva, em vez de nossos ancestrais diretos.
Em um estudo publicado em abril na revista Science , a análise proteômica também foi usada para descobrir que uma mandíbula misteriosa encontrada pela primeira vez no início dos anos 2000 na costa de Taiwan estava relacionada aos Denisovanos, um grupo de parentes humanos extintos. Antes disso, os paleoantropólogos não sabiam se os Denisovanos haviam vivido naquela parte do mundo. A análise também demonstrou que é possível identificar as proteínas encontradas em fósseis de regiões quentes e úmidas.
Nossas raízes africanas
A paleoproteômica pode ser ainda mais transformadora para decifrar nossa evolução mais distante. Dois estudos recentes de ossos e dentes fósseis da África, onde estudos de DNA são quase impossíveis, destacam o potencial do método.
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No primeiro estudo, publicado em maio na revista Science , arqueólogos recuperaram proteínas antigas dos dentes de quatro membros da espécie Paranthropus robustus , um parente humano que viveu entre 1,8 milhão e 1,2 milhão de anos atrás. Eles mostraram que dois dos indivíduos eram machos e duas eram fêmeas. Surpreendentemente, porém, os pesquisadores descobriram que um dos indivíduos de P. robustus que se pensava ser macho era, na verdade, fêmea. Isso sugere que alguns crânios previamente classificados como um sexo de uma espécie conhecida podem ter pertencido, na verdade, a grupos não identificados ou a espécies recém-descobertas.
No segundo estudo, publicado em fevereiro no South African Journal of Science , pesquisadores recuperaram o proteoma do esmalte dentário do Australopithecus africanus , um parente humano que viveu na África do Sul há 3,5 milhões de anos. Embora tenham conseguido identificar apenas o sexo biológico dos australopitecos , os pesquisadores escreveram que "todas essas são descobertas incrivelmente empolgantes que estão prestes a revolucionar nossa compreensão da evolução humana".
Uma questão que essa análise poderia ajudar a responder é se machos e fêmeas de nossos ancestrais e parentes diferiam drasticamente em tamanho ou características, disse Rebecca Ackermann , antropóloga biológica da Universidade da Cidade do Cabo, à Live Science. Por exemplo, a análise de proteínas e sexo poderia revelar que alguns ossos anteriormente interpretados como machos e fêmeas da mesma espécie eram, na verdade, indivíduos do mesmo sexo, mas de linhagens diferentes.
Até agora, porém, os cientistas analisaram com sucesso proteínas de apenas um pequeno número de ancestrais humanos antigos. No entanto, embora os humanos modernos possuam mais de 100.000 proteínas em seu corpo, o "proteoma" do esmalte é minúsculo; é composto por apenas cinco proteínas principais relacionadas à formação do esmalte. Ainda assim, a variação nas sequências de proteínas pode ser suficiente para diferenciar organismos relacionados.
Fronteiras do futuro
A análise das diferenças nessas proteínas provavelmente não fornece resolução suficiente para responder a questões-chave, como o parentesco entre ancestrais e parentes humanos antigos, disse Ackermann. Por exemplo, há milhões de anos, na África Oriental, várias espécies de primatas bípedes se sobrepuseram no tempo , mas não fica claro apenas com base em seus ossos se elas poderiam cruzar e criar híbridos férteis.
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Proteínas antigas poderiam eventualmente ajudar a responder essa pergunta?
Ackermann está cautelosamente otimista de que a tecnologia avançará o suficiente para que a paleoproteômica esclareça as relações evolutivas entre grupos intimamente relacionados.
"Se podemos ou não dizer mais sobre hibridização é uma boa questão", disse ela.
Mesmo assim, os proteomas ósseos e do esmalte podem nunca ser detalhados o suficiente para distinguir indivíduos intimamente relacionados da mesma forma que os genomas, acrescentou Ackermann.
Mas há uma chance de que as técnicas melhorem o suficiente para que os cientistas extraiam proteínas de tecidos com milhões de anos, acrescentou Ackermann.
A maioria das proteínas produzidas pelos humanos, incluindo aquelas que fazem parte do "proteoma escuro", não foram analisadas, o que significa que temos pouca ideia do que elas fazem, escreveram Warriner e colegas.
"Os próximos 20 anos certamente nos reservarão muitas surpresas, à medida que começarmos a aplicar esse poder analítico para responder a perguntas antigas sobre o passado e inovar novas soluções para velhos problemas", escreveram eles.
