Новият метод за анализ на протеини разкрива праисторическа рецепта за риба

Останки от изгорени храни много често се намират в саксии от археологически обекти. Анализирайки съдържанието на протеини, ни помага да разберем много аспекти от живота в древността. Устройството за масова спектрометрия в Института по молекулярна клетъчна биология и генетика (ПМИ-CBG) в Дрезден е било обърнато към учени от държавата на властите на Бранденбург за управление на наследството и Археологическия държавен музей (BLDAM), за да анализира глинена купа с изгоряло останки от храна, намерени на археологически обект в провинция Бранденбург, Германия. Обикновено MPI-CBG съоръжението за масова спектрометрия предоставя услуга за учени. Екипът около Анна Шевченко от MPI-CBG разработи нов протеомичен анализ, идентифицира над 300 протеина и успя да направи разлика между древни протеини и съвременни замърсители. По този начин те открили фина шарана сърна в овъглените останки от праисторическа храна. Те публикуваха своите открития в списанието PLOS ONE.

6000-годишни

Сканиращо изображение с електронна микроскопия, показващо микроскопична структура на хранителната кора от ръба на древната саксия, където е намерен хайвер от шаран. Растителните остатъци (с инкрустиран прашец от иглолистни дървета) показват, че саксията вероятно е била потупвана с листа по време на процеса на готвене.

Сканиращо изображение с електронна микроскопия, показващо микроскопична структура на хранителната кора от ръба на древната саксия, където е намерен хайвер от шаран. Растителните остатъци (с инкрустиран прашец от иглолистни дървета) показват, че саксията вероятно е била потупвана с листа по време на процеса на готвене.

Хранителната кора са изгорени остатъци от храна, които се намират върху археологическа керамика. Те са много трудни за анализ, тъй като древните протеини се разграждат значително при готвене и естествено стареене, както и се смесват със замърсители на околната среда, като почвени бактерии или растения. През 1979 г. археолозите са разкопали фрагменти от 6000-годишна керамика на обекта Friesack 4, археологически обект близо до Берлин, Германия, който е известен с отлично съхранение на множество артефакти, предимно от епохата на мезолита. Древната керамика е била безопасно съхранявана, но по това време технологията за нейния анализ все още не е съществувала. И така, керамиката изчакала до 2013 г., когато те били преоткрити от учени от BLDAM. Междувременно бяха разработени мощни технологии за анализ на протеини. Това е времето, когато учените от съоръжението за масова спектрометрия на MPI-CBG влязоха в игра. Колегите от BLDAM ги попитаха дали е възможно да се анализират остатъците от храна върху малка глинена купа.

Да открият какво има в гърнето - произход и преработка на древна храна - беше основният въпрос, който учените си зададоха. Останките от древни храни ни помагат да разберем много аспекти от живота в европейската вътрешност в древността, като сложен процес на трансформация от групи ловци-събирачи в заседнало общество, диетични и готварски практики, ролята на природните ресурси в икономиката или опитомяването на животните и растения. Анна Шевченко обяснява предизвикателствата пред анализа на останките от храната: „Трябваше да се справим с въпроса как хранителните протеини оцеляват в овъглени отлагания на археологически овчари и как можем да различим оригиналните древни протеини от съвременните замърсители, като човешка кожа, слюнка или някога отглеждани растения на полето за разкопки “. Чрез количествено откриване на специфична за стареенето химическа модификация, учените не само успяха да изключат съвременните замърсители. Те разработиха напълно нов аналитичен метод за протеини, който успя да идентифицира основните компоненти на хранителните остатъци.

Реконструкция на 6000-годишна саксия от археологическия обект Friesack 4 (горен панел) и изглед отблизо на овъглената кора на дъното (долния панел), където учените откриха останки от праисторическо брашно от хайвер.

Реконструкция на 6000-годишна саксия от археологическия обект Friesack 4 (горен панел) и изглед отблизо на овъглената кора на дъното (долния панел), където учените откриха останки от праисторическо брашно от хайвер.

Този новоразработен протеомичен анализ на хранителните кори е идентифицирал до 300 протеина в 6000-годишна керамика, което позволява да се оцени организмен произход и да се предложи технология за преработка на храна. Те открили рибни протеини, които съответствали на обикновения шаран и по-специално на хайвера или сърната. Протеомичният анализ не откри доказателства за ферментация на риби, което предполага, че храната е била най-вероятно обработена термично. Размерът и формата на керамиката, овъглената кора и идентифицирането на определен рибен протеин предполагат, че деликатна шарана сърна може да се готви в малък обем вода или рибен бульон. Допълнителни изображения с електронна микроскопия предполагат, че саксията вероятно е била покрита с листа. Анализът на други тенджери от сайта също открива свински колаген, което показва, че в тази керамика се е готвило свинско с кости, сухожилия или кожа. Това корелира добре със зооархеологически артефакти от обекта Friesack 4, който включва кости от глигани, и подкрепя схващането, че този обект е бил използван като ловна станция.

„Фактът, че разследванията с този нов метод биха могли да бъдат проведени толкова успешно, като се използва примерът на над 6000-годишна керамика от площадката край Фризак, вероятно е крайъгълен камък в подхода към навиците на нашите предци-ловци-събирачи, ”Обяснява Гюнтер Ветцел, бивш археолог в BLDAM и съавтор на изследването. Той продължава: „В същото време този метод напомня на багера да бъде още по-внимателен с археологическите находки от времето на откриването им, за да направи възможни такива разследвания по-късно. Учените от MPI-CBG се възползваха от факта, че ръководителят на разкопките и бивш директор на Потсдамския музей на праисторията и ранната история Бернхард Грамш не е позволил керамиката да бъде измита след откритието. "

Анна Шевченко обобщава: „Това проучване предоставя на археолозите и антрополозите нови аналитични инструменти за изучаване на хранителните навици в праисторическите общества. В по-широка перспектива тя подобрява способността ни да анализираме протеоми от проби от околната среда, произхождащи от организми с неизвестни геноми. Методът отваря нови перспективи за изследване на протеомиката на неконвенционални биологични проби в живота и медицинските науки, където протеините са затворени в минерални матрици като зъби или кости, спикули или черупки.