【科學講堂】研白堊紀恐龍細胞 揭生化分子交叉鏈接
要更深入了解生命在歷史長河中的起源和演化，很需要依賴遠古時代遺留下來的生物樣本，因而極容易受制於這些生物樣本可以在大自然的環境中保存多久。生物堅硬的部分（例如骨頭、甲殼）可以轉化成化石，因此能夠留存下來讓我們繼續研究，但是血管、蛋白質這一類的軟組織，有可能留傳數千萬、數億年供現在的我們深入分析嗎？這次就和各位分享一下。
從1980年代到2000年左右，已有多個各自獨立的研究指出，蛋白質在一些特定的環境下可以保存數百萬年。相比之下，DNA、RND等核酸在生物死亡數十萬年之後，就會經由水解這一過程而分解。
如此看來，要利用古舊的DNA來研究恐龍之類的史前生物是不太可能的了。學者們善用實驗得來的數據，開發了理論模型去描述生化分子分解的時間和速度。根據這個模型的預測，組成血管、細胞、纖維組織的蛋白質、脂肪和醣類等等，應該不可能在來自中生代（距今兩億五千二百萬至六千五百萬年）的化石中保留下來，更遑論源於古生代（距今五億三千八百萬至兩億五千二百萬年）的化石。
不過到了2005年，有研究發布了正面的發現：在北美蒙大拿的地獄溪層（英語：Hell Creek Formation）中發掘出霸王龍和鴨嘴龍的骨頭，當中發現大量有彈性、柔韌、半透明的細胞和血管結構被保存下來。
這些細胞可以追溯至白堊紀晚期（距今一億至六千六百萬年），與之前提及的理論模型預測的結果並不相符。研究人員運用光學和電子顯微鏡，可以觀察到類似骨細胞的構造、表面有細胞核痕跡的血管。這些結構都跟現代的鴕鳥骨有相似之處。
推論與實際產生矛盾？
研究人員更利用專門針對鳥類蛋白質的抗體，發現這些抗體對恐龍樣本收集到的蛋白質也會發生生化作用。這代表這些恐龍蛋白質還保存了立體的結構，否則不可能與抗體有任何相互作用。
這樣的研究成果讓很多人興奮，但也引發了不少的懷疑。有學者指出研究使用的抗體可能不只限於跟鳥類蛋白質有「互動」，而實驗樣本也有可能被現代的蛋白質污染了。
生化學家們還討論，蛋白質的結構是否可以熬過這麼長的時間？特別是經歷過地獄溪層攝氏40度的環境——普遍而言，攝氏40度會破壞蛋白質的構造和本質。亦有學者因而考慮，我們用來預測生化分子分解的模型是否遺留了什麼重要的部分？
交叉鏈接形成屏障保護生化分子
到了2018年至2019年，研究人員發現生化分子之間或內部可以構成額外的化學鍵，好比有更多的支架，進一步鞏固了生化分子的結構。這個現象叫作交叉鏈接。交叉鏈接可以擔起屏障的功用，保護其他化學結構較不穩定的生化分子，減慢它們被分解的速度，繼而解釋了這些生化分子可以保存很久的原因。
小結
今次分享了生化分子研究構成中結論不斷更新、發展的故事。在科學研究中，我們不時會遇到好像相互矛盾的現象，在找到背後原因的過程中，又能夠開拓一個新的領域，增進我們的發展。
●杜子航 教育工作者
早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。
