Les récits que nous livrent les ossements anciens sont désormais plus fiables
En étudiant les protéines anciennes extraites de matériaux archéologiques et paléontologiques, tels que les os, les dents et les outils, les chercheurs peuvent remonter beaucoup plus loin dans le temps qu’on ne l’aurait cru possible. Ce domaine scientifique encore nouveau s’appelle la paléoprotéomique. Mais les outils et les approches révolutionnaires doivent être évalués avec soin pour garantir que les échantillons sont analysés aussi efficacement que possible, en extrayant chaque parcelle de données tout en laissant de côté la confusion causée par la contamination. «Après tout», indique Zandra Fagernäs(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), «le prélèvement d’échantillons est toujours destructeur dans une certaine mesure, et les découvertes archéologiques sont souvent rares et irremplaçables. En même temps, il est essentiel d’établir quel matériel est contemporain de l’époque étudiée et ce qui pourrait être le résultat d’une contamination plus récente. Nous devons savoir exactement ce que nous regardons». C’est pourquoi Zandra Fagernäs, chercheuse postdoctorale au Globe Institute(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) à l’université de Copenhague, au Danemark, a décidé de lancer le projet PROMISE. L’optimisation de l’efficacité de l’extraction et de l’analyse des protéines conservées dans les os et les dents archéologiques sera très profitable, car les données peuvent répondre à de nombreuses questions, de l’impact des changements climatiques préhistoriques à l’évolution des espèces. «Les protéines peuvent varier d’une espèce à l’autre: elles permettent d’identifier l’espèce à l’origine du matériel, mais aussi de montrer les liens de parenté entre diverses espèces éteintes et actuelles», note Zandra Fagernäs, dont les travaux ont été soutenus par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (MSCA) de l’UE. Chaque échantillon fragile compte!
Identifier les polluants et isoler les échantillons cibles
L’impact de la contamination est l’un des facteurs qui doit être évalué avec soin. Les matériaux archéologiques, tels que les squelettes, ont souvent été contaminés par de nombreuses sources différentes, telles que l’environnement d’inhumation, la manipulation et le stockage. «Les protéines issues de cette contamination seront beaucoup plus intactes que les protéines anciennes dégradées et pourraient donc réduire la qualité de nos données anciennes. Par exemple, les protéines contaminantes pourraient être bien plus nombreuses que les protéines anciennes, et elles pourraient donc tout simplement masquer les protéines anciennes restantes», ajoute Zandra Fagernäs. Pour étudier la meilleure façon d’éliminer la contamination, l’équipe a voulu contaminer artificiellement un os archéologique avec un matériau connu. Mais avec quoi? La contamination par la peau humaine est si abondante qu’il serait impossible d’en contrôler précisément l’origine, et l’utilisation d’une protéine pure produite en laboratoire serait trop simple pour se rapprocher de la contamination réelle. «La réponse m’est venue un jour où je promenais mon chien, Tjorven, qui bavait d’excitation à l’idée d’une agréable promenade nocturne», explique Zandra Fagernäs. La salive de chien est le matériau idéal pour une contamination artificielle, car elle contient de nombreuses protéines différentes que l’on ne trouverait normalement pas sur un os archéologique. Heureusement, la salive provient d’une espèce que nous pouvons facilement identifier. Zandra Fagernäs a recruté son chien pour le projet, et celui-ci s’est mis au travail pour contaminer un os archéologique afin qu’elle puisse ensuite tester différentes méthodes d’élimination de la contamination en laboratoire, prouvant ainsi que le vieux dicton est vrai: le meilleur ami d’une chercheuse est son chien.
De nouvelles méthodes au service de la communauté paléoprotéomique dans son ensemble
En appliquant divers procédés, Zandra Fagernäs a pu établir la manière la plus efficace d’identifier et d’éliminer la contamination, en laissant les protéines cibles et en les rendant aptes à l’analyse. De nombreux résultats de PROMISE seront applicables à l’ensemble de la communauté paléoprotéomique, tant en ce qui concerne les méthodes développées par l’équipe que les approches adoptées pour concevoir des moyens d’évaluer l’impact des polluants. Les conclusions de Zandra Fagernäs sont présentées dans un article qu’elle a coécrit, publié dans le «Journal of Archaeological Science» et intitulé «Cleaning the dead: Optimized decontamination enhances palaeoproteomic analyses of a Pleistocene hominin tooth from Khudji, Tajikistan»(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), ainsi qu’une étude complémentaire consacrée à l’émail dentaire, publiée dans «Scientific Reports», intitulée «Identification and removal of contamination in palaeoproteomic analysis of dental enamel»(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Elle explique: «Les méthodes que j’ai développées, grâce au soutien de la bourse MSCA, peuvent désormais être utilisées par un grand nombre de chercheurs dans des contextes archéologiques et paléontologiques très différents, améliorant ainsi notre connaissance de notre propre passé évolutif».
