Sexage des bovinés de la grotte préhistorique du Lazaret par protéomique

Par Louis Delegue(1), Emmanuel Desclaux (2), Christian Ronaldo(1) et Frabrice Bray(1)

(1) : CNRS – UAR 3290 – MSAP

(2) : Laboratoire du Lazaret / CNRS -UMR 7264 – CEPAM

Les archéologues et les anthropologues biologiques utilisent de plus en plus la paléoprotéomique pour répondre à des questions sur le passé. Les protéines sont une source indispensable d’informations bioarchéologiques. Les approches paléoprotéomiques de la préparation des échantillons, de l’acquisition et de l’analyse des données en sont encore à leurs balbutiements et sont en retard par rapport à celles employées dans les installations protéomiques conventionnelles. L’émail dentaire humain, qui forme la couronne de la dent, se développe grâce à l’action des cellules améloblastes qui forment le minéral apatite. La matrice de bioapatite de l’émail offre un environnement très résistant pour la préservation des protéines. Certaines proteines, comme l’amélogénine-Y (AMELY) et X, ne sont transcrites qu’à partir du chromosome Y mâle et X femelle et mâle. C’est pourquoi ces protéines ont été utilisées pour le sexage d’individus. En archéologie, l’analyse protéomique de l’amélogénine a permis de sexer des restes d’enfants qui ne pouvaient pas être sexés macroscopiquement. Le sexage basé sur l’amélogénine est également utile pour confirmer l’estimation du sexe des squelettes adultes dont le sexe du squelette est indéterminé, par exemple lorsque le bassin et/ou le crâne sont incomplets.

Maxillaire droit d’aurochs (Bos primigenius) provenant du niveau 25 de la grotte du Lazaret (150 000 – 160 000 ans)

Actuellement, le sexage par protéomique a été utilisé uniquement sur des restes dentaires d’Homo sapiens. Pour les autres espèces comme les chevaux, cochons, bovins … seules les analyses par PCR sont utilisées mais celles-ci ne fonctionnent pas sur des restes osseux âgés car l’ADN est malheureusement trop souvent dégradé.

L’objectif de cette étude était de mettre en place une méthode de sexage en utilisant la paléoproteomique pour analyser des restes dentaires de bovinés attribués par les paléontologues à Bos primigenius (aurochs) et à Bison priscus (bison) découverts dans les niveaux continentaux du Pléistocène moyen final (MIS 6) de la grotte préhistorique du Lazaret (Alpes-Maritimes, France), sur la base d’un référentiel moderne de ces taxons (mâles et femelles).

L’extraction des protéines contenue dans les dents a été réalisée avec une solution à 5% HCl (v : v) pendant 30 min. Le pH de la solution a été ajusté à 8,8 puis une digestion avec la trypsine ou chymotrypine a été réalisées. Les peptides ont été purifiés sur SPE C18 puis analysés par LC-MS/MS.

L’alignement des séquences des protéines AMEL X et AMELY de Bos montre une différence entre les deux séquences. Il est donc possible d’identifier le sexe avec l’amelogènine pour le genre Bos. L’alignement des séquences des protéines AMEL X du genre Bos et AMELX du genre Bison montre une différence entre les deux séquences. Il est donc possible de différencier le genre Bos et Bison à partir de la protéine amélogénine contenue dans l’émail des dents.

Les analyses LC-MS/MS des dents du genre Bos et Bison, mâles et femelles modernes, ont permis d’identifier la protéine AMELX dans les dents de mâles et de femelles. Par contre, l’AMELY a pu être identifiée uniquement dans les dents de mâles. La digestion avec la chymotrypsine permet une meilleure identification de la protéine avec la présence d’un plus grand nombre de peptide. Un peptide de séquence WYQNMLRYPY provenant de l’AMELX et de WYQSMIRHPY pour l’AMELY ont été sélectionnés pour réaliser le sexage sur les dents des bovins de la grotte du Lazaret.

L’analyse LC-MS/MS des dents de la grotte du lazaret a permis d’identifier 4 individus mâles et 16 individus femelles du genre Bos. Ces résultats et cette méthode pourrait permettre de mieux comprendre le comportement et le stratégies de subsistance des hominines au cours du Pléistocène. Il s’agit de la 1ère méthode de sexage en paléoprotéomique menée sur une autre espèce qu’Homo sapiens.

Ces résultats ont été présentés sous forme de poster lors du congrès SFSM 2023 qui s’est tenu du 5 au 8 septembre 2023 à Marseille :

https://www.researchgate.net/publication/373829758_Sexing_of_ancient_Bovidae_teeth_by_high_resolution_mass_spectrometry