Ancient dental calculus, a mineralized dental plaque, is a unique source of knowledge about prehistoric human dietary habits, health and lifestyle. In this thesis, the analysis of proteins using mass spectrometry (MS) is explored as a powerful tool to deeply investigate biological samples of ancient dental calculus. Through the application of mass spectrometry techniques, proteins stored in dental calculus are examined. Three articles published in major journals and related to the use of mass spectrometry applied on ancient dental calculus have been analysed, obtaining different information about past populations. In fact, in the first article, analysed proteins present in ancient dental calculus shed light on the evolution and the use of yaks and their products. By knowing the areas of yak domestication, it was possible to reconstruct environment and eating habits of populations that exploited this animal as a source. Migrations in the past has also been investigated. Besides, as the second article demonstrated, a complete characterization of the ancient oral microbiome was possible thanks to MS analysis on dental calculus. As a valuable source, the mineralized plaque allowed not only the study of pathogens but also the exploration of dietary habits and host immunity throughout human evolution. Among dietary exploration, the discovery of the milk protein beta-lactoglobulin within human dental calculus offered a new approach to explore the consumption of dairy products in the past, as revealed in the third article analysed. Protocols employed in order to obtain the results are extraction, purification and identification of proteins preserved within dental calculus and the methodology involves a proteomic approach combining sample preparation, liquid chromatography separation and tandem mass spectrometry analysis to identify proteins and peptides. In this thesis HPLC coupled to mass spectrometry was applied to real dental calculus samples so that it is possible to evaluate the presence of beta-lactoglobulin and the related consumption of milk by the examined individual.
Il tartaro dentale antico, una placca dentale mineralizzata, è una fonte unica di conoscenza sulle abitudini alimentari, la salute e lo stile di vita dell'uomo preistorico. In questa tesi, l'analisi delle proteine mediante la spettrometria di massa (MS) viene esplorata come un potente strumento per indagare in profondità i campioni biologici dell'antico calcolo dentale. Attraverso l'applicazione delle tecniche di spettrometria di massa, vengono esaminate le proteine conservate nel calcolo dentale. Sono stati analizzati tre articoli pubblicati su importanti riviste e relativi all'uso della spettrometria di massa applicata ad antichi calcoli dentali, ottenendo diverse informazioni sulle popolazioni del passato. Nel primo articolo, infatti, le proteine analizzate presenti negli antichi calcoli dentali fanno luce sull'evoluzione e sull'uso degli yak e dei loro prodotti. Conoscendo le aree di domesticazione dello yak, è stato possibile ricostruire l'ambiente e le abitudini alimentari delle popolazioni che sfruttavano questo animale come fonte. Sono state studiate anche le migrazioni del passato. Inoltre, come ha dimostrato il secondo articolo, è stata possibile una caratterizzazione completa dell'antico microbioma orale grazie all'analisi MS sul tartaro dentale. In quanto fonte preziosa, la placca mineralizzata ha permesso non solo lo studio dei patogeni, ma anche l'esplorazione delle abitudini alimentari e dell'immunità dell'ospite nel corso dell'evoluzione umana. Tra le esplorazioni dietetiche, la scoperta della proteina del latte beta-lattoglobulina all'interno del tartaro dentale umano ha offerto un nuovo approccio per esplorare il consumo di prodotti lattiero-caseari nel passato, come rivelato nel terzo articolo analizzato. I protocolli utilizzati per ottenere i risultati sono l'estrazione, la purificazione e l'identificazione delle proteine conservate all'interno del calcolo dentale e la metodologia prevede un approccio proteomico che combina la preparazione del campione, la separazione in cromatografia liquida e l'analisi in spettrometria di massa tandem per identificare proteine e peptidi. In questa tesi l'HPLC accoppiata alla spettrometria di massa è stata applicata a campioni reali di tartaro dentale, in modo da poter valutare la presenza di beta-lattoglobulina e il relativo consumo di latte da parte dell'individuo esaminato.
Analisi delle proteine di tartaro dentale antico in spettrometria di massa
BRICARELLI, SARA
2018/2019
Abstract
Il tartaro dentale antico, una placca dentale mineralizzata, è una fonte unica di conoscenza sulle abitudini alimentari, la salute e lo stile di vita dell'uomo preistorico. In questa tesi, l'analisi delle proteine mediante la spettrometria di massa (MS) viene esplorata come un potente strumento per indagare in profondità i campioni biologici dell'antico calcolo dentale. Attraverso l'applicazione delle tecniche di spettrometria di massa, vengono esaminate le proteine conservate nel calcolo dentale. Sono stati analizzati tre articoli pubblicati su importanti riviste e relativi all'uso della spettrometria di massa applicata ad antichi calcoli dentali, ottenendo diverse informazioni sulle popolazioni del passato. Nel primo articolo, infatti, le proteine analizzate presenti negli antichi calcoli dentali fanno luce sull'evoluzione e sull'uso degli yak e dei loro prodotti. Conoscendo le aree di domesticazione dello yak, è stato possibile ricostruire l'ambiente e le abitudini alimentari delle popolazioni che sfruttavano questo animale come fonte. Sono state studiate anche le migrazioni del passato. Inoltre, come ha dimostrato il secondo articolo, è stata possibile una caratterizzazione completa dell'antico microbioma orale grazie all'analisi MS sul tartaro dentale. In quanto fonte preziosa, la placca mineralizzata ha permesso non solo lo studio dei patogeni, ma anche l'esplorazione delle abitudini alimentari e dell'immunità dell'ospite nel corso dell'evoluzione umana. Tra le esplorazioni dietetiche, la scoperta della proteina del latte beta-lattoglobulina all'interno del tartaro dentale umano ha offerto un nuovo approccio per esplorare il consumo di prodotti lattiero-caseari nel passato, come rivelato nel terzo articolo analizzato. I protocolli utilizzati per ottenere i risultati sono l'estrazione, la purificazione e l'identificazione delle proteine conservate all'interno del calcolo dentale e la metodologia prevede un approccio proteomico che combina la preparazione del campione, la separazione in cromatografia liquida e l'analisi in spettrometria di massa tandem per identificare proteine e peptidi. In questa tesi l'HPLC accoppiata alla spettrometria di massa è stata applicata a campioni reali di tartaro dentale, in modo da poter valutare la presenza di beta-lattoglobulina e il relativo consumo di latte da parte dell'individuo esaminato.| File | Dimensione | Formato | |
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