Ontrafelde geheimen: waarom dinosauruscollageen de tand des tijds doorstaat

AmsterdamOnderzoekers hebben collageen ontdekt, een belangrijk eiwit in botten en bindweefsel, in dinosaurusfossielen die 195 miljoen jaar oud zijn. Deze verrassende vondst spreekt eerdere kennis over eiwitafbraak tegen, omdat men verwachtte dat de bindingen die eiwitten bij elkaar houden, slechts ongeveer 500 jaar zouden meegaan. Een studie van MIT verklaart dit door een speciaal moleculair proces te tonen dat het eiwit beschermt tegen afbraak door water.

Belangrijke bevindingen van het onderzoek zijn:

• Bijzondere interacties op atomaire schaal bieden bescherming aan collageen.
• De transvorm van de drievoudige helix van collageen is bestand tegen hydrolyse.
• Het doorlopende drievoudige helixstructuur van collageen heeft geen zwakke schakels.

De studie richt zich op de bindingen die aminozuren in collageenvezels met elkaar verbinden. Deze bindingen ontstaan tussen een koolstofatoom van het ene aminozuur en een stikstofatoom van het andere, wat een carbonylgroep vormt. Onderzoekers van MIT ontdekten dat het zuurstofatoom in de carbonylgroep zijn elektronen kan delen met nabijgelegen peptidebindingen, waardoor de binding beschermd wordt tegen watermoleculen die deze zouden kunnen proberen te verbreken.

De onderzoekers onderzochten twee soorten namaakcollageen. De trans-vorm, die lijkt op natuurlijk collageen, bleek zeer goed bestand tegen water. Daarentegen brak de cis-vorm, die de hoeken van de peptidebindingen verandert, snel af bij blootstelling aan water.

Elektronendeling in bindingen komt ook voor in andere eiwitstructuren, zoals alfa-helices. Echter, alfa-helices bieden minder bescherming omdat ze vaak verbonden zijn met meer blootgestelde delen van eiwitten. Collageen, met zijn drievoudige helixstructuur, is uitzonderlijk resistent en kan duizenden jaren meegaan.

Wetenschappers hebben gedacht dat zeer koude of droge omstandigheden collageen zouden kunnen helpen behouden. Hoewel deze factoren een rol kunnen spelen, wijst Raines erop dat het natuurlijke verdedigingsmechanisme van het molecuul waarschijnlijk de voornaamste reden is dat collageen zo lang bewaard blijft over geologische tijd.

Deze ontdekking verandert onze kijk op moleculaire stabiliteit en biedt nieuwe manieren om organische materialen te behouden. Huidige onderzoeken benadrukken de duurzaamheid van biologische structuren en openen nieuwe mogelijkheden in de paleobiologie en biotechnologie. Deze unieke moleculaire eigenschap kan ons ook doen heroverwegen hoe lang oude biomoleculen kunnen overleven.