WASHINGTON - Para ilmuwan dalam beberapa tahun terakhir telah membuat kemajuan dalam menemukan DNA purba dalam fosil, mendapatkan wawasan tentang organisme yang hidup lama sekali.

Namun, DNA tertua yang diperoleh sejauh ini berasal dari sekitar dua juta tahun yang lalu. Protein, mesin molekuler sel, juga menawarkan informasi berharga dan memiliki keunggulan untuk bertahan lebih lama, sebagaimana ditunjukkan oleh penelitian baru.

Para ilmuwan kini telah mengekstraksi dan mengurutkan protein dari fosil gigi badak, gajah, dan kuda nil yang telah punah, termasuk dari gigi badak berusia 21-24 juta tahun. Tim peneliti terpisah menemukan fragmen protein dalam fosil dari lingkungan yang sangat berbeda - Kutub Utara Tinggi Kanada yang dingin dan lembah retakan yang panas di Kenya.

"Bersama-sama, proyek-proyek pelengkap ini menunjukkan bahwa protein—komponen dasar penyusun organisme hidup yang menyimpan informasi tentang sejarah evolusi—dapat ditemukan pada fosil-fosil purba di seluruh dunia," kata ahli biologi evolusi Universitas Harvard, Daniel Green, penulis utama studi fosil Kenya yang diterbitkan dalam jurnal Nature.

Ini membuka batas baru untuk menyelidiki masa lalu evolusi yang mendalam, termasuk garis keturunan manusia dan bahkan mungkin dinosaurus.

"Protein purba dapat memberi tahu kita tentang sejarah evolusi suatu organisme dengan menyediakan data molekuler dari spesimen yang terlalu tua untuk diawetkan DNA. Hal ini memungkinkan para peneliti untuk mengklarifikasi hubungan evolusi di seluruh pohon kehidupan, bahkan untuk spesies yang punah jutaan tahun yang lalu," kata Ryan Sinclair Paterson, peneliti pascadoktoral di Globe Institute, Universitas Kopenhagen dan penulis utama studi fosil Kanada di Nature.

DNA dan protein memang rapuh dan terdegradasi seiring waktu, tetapi protein lebih tangguh. DNA tertua yang diketahui berasal dari organisme yang hidup di Greenland dua juta tahun lalu. Hingga saat ini, protein tertua yang terawetkan dengan cukup baik untuk memberikan wawasan tentang hubungan evolusi berasal dari Arktik Kanada, yang berusia sekitar empat juta tahun.

Penelitian baru ini mendorong batas-batas penelitian protein purba, sebuah bidang yang disebut paleoproteomik, hingga jutaan tahun yang lalu.

Protein diperoleh dari gigi lima spesies badak, gajah, dan kuda nil yang hidup 1,5–18 juta tahun lalu di wilayah Turkana, Kenya. Protein-protein tersebut menunjukkan hubungan antara hewan purba tersebut dan kerabat modern mereka.

Protein juga diekstraksi dari fragmen gigi badak yang telah punah yang digali di sebuah situs bernama Kawah Haughton di Nunavut, wilayah paling utara Kanada, yang berusia hingga 24 juta tahun. Protein-protein tersebut menunjukkan bagaimana spesies ini masuk ke dalam silsilah keluarga badak.

Kondisi dingin dan kering Kawah Haughton dianggap ideal untuk mengawetkan protein. Pengawetan di iklim panas Turkana justru lebih tak terduga. DNA dan protein, molekul fundamental dalam biologi, memiliki struktur dan fungsi yang berbeda. Asam deoksiribonukleat adalah cetak biru kehidupan, yang memuat instruksi untuk perkembangan, pertumbuhan, dan reproduksi suatu organisme. Protein menjalankan berbagai fungsi berdasarkan instruksi dari DNA.

"Protein dikodekan oleh kode genetik kita, DNA, sehingga urutan protein mengungkapkan informasi tentang kekerabatan antar individu, dan jenis kelamin biologis, antara lain," kata Green.

Para ilmuwan mengekstraksi peptida—rantai senyawa organik yang disebut asam amino yang bergabung membentuk protein—yang ditemukan di dalam email gigi.

"Beberapa protein membantu membangun gigi, struktur terkeras dan terawetkan dalam tubuh hewan," tambah Green.

"Enamel sebagian besar berupa batuan: mineral yang disebut hidroksiapatit. Namun, pembentukannya secara biologis dimediasi oleh protein yang memandu bentuk dan kekerasan seiring waktu. Karena protein-protein ini terkubur jauh di dalam mineral email, kita memiliki beberapa alasan untuk menduga bahwa fragmen protein dapat terawetkan. "Berjuta-juta tahun," kata Green.

Homo sapiens muncul sekitar 300.000 tahun yang lalu. Protein purba sebelumnya telah ditemukan pada gigi beberapa spesies yang telah punah dalam garis keturunan evolusi manusia, yang disebut hominin. Wilayah Turkana telah menghasilkan fosil hominin yang penting.

"Hominin memiliki asal usul evolusi dan/atau diversifikasi di area asal sampel kami, sehingga hasil kami menjanjikan dalam eksplorasi proteom email (rangkaian protein) nenek moyang evolusioner kami dari Cekungan Turkana di Kenya di masa mendatang," kata rekan penulis studi Timothy Cleland, seorang ilmuwan fisika di Smithsonian Museum Conservation Institute di Maryland.

Protein yang diteliti berasal dari spesies bertubuh besar yang berasal dari zaman mamalia setelah punahnya dinosaurus yang mendominasi selama era Mesozoikum sebelumnya, yang berakhir 66 juta tahun yang lalu.

Green mengatakan bahwa dalam penelitian baru ini, jumlah protein yang terdeteksi menurun pada fosil yang semakin tua. Namun, Green tidak menutup kemungkinan menemukan protein yang berasal dari zaman dinosaurus, dengan mengatakan, "Lebih baru dan lebih baik metode untuk mengekstraksi dan mendeteksi protein purba mungkin dapat mendorong paleoproteomik ke Mesozoikum."