Введение

Бета-кератин (β-кератин) является членом семейства структурных белков, обнаруженных в эпидермисе рептилий и птиц. Бета-кератины получили свое название благодаря тому, что они являются компонентами эпидермального рогового слоя, богатого уложенными бета-листами, в отличие от альфа-кератинов – промежуточных филаментных белков, также содержащихся в роговом слое и богатых альфа-спиралями. Поскольку точное использование термина «кератин» ограничено альфа-кератинами, в современных работах термин «бета-кератин» заменяется на «корневые бета-белки» или «белки, связанные с кератином». β-кератин придает коже рептилий значительно большую жесткость, чем альфа-кератин коже млекопитающих. β-кератин внедряется в роговой слой кожи рептилий, обеспечивая водонепроницаемость и предотвращая высыхание. Чешуя, клюв, когти и перья птиц содержат β-кератин птичьего семейства. Филогенетические исследования последовательностей β-кератина показывают, что β-кератин перьев эволюционировал из β-кератина чешуи. β-кератин чешуи образует базальную группу у птиц. События дупликации и дивергенции привели к возникновению генов β-кератина когтей, а дальнейшая рекомбинация привела к появлению новых генов β-кератина перьев и перьеподобных структур у птиц. Подтверждением этих событий дупликации служит корреляция структуры клады β-кератина перьев с их геномными локусами. Изменения в β-кератинах могли также повлиять на развитие активного полета. Недавнее исследование с использованием методов молекулярного датирования, связывающее эволюцию генов β-кератина птиц в целом с эволюцией перьев, показало, что семейство β-кератина птиц начало дивергировать от семейства крокодилов около 216 миллионов лет назад. У предков были β-кератины птиц, но не перьев. Небольшой динозавр альварессаурид Шувуия дезерти демонстрирует признаки кожного покрова, напоминающего перья. Анализ, проведенный Schweitzer et al. (1999), показал, что эти перьеподобные структуры состояли из бета-кератина. Однако это было опровергнуто Saitta et al., которые обнаружили, что проанализированные волокна вместо этого состояли из неорганического фосфата кальция, о чем свидетельствует флуоресценция при поляризованном свете. Сигналы, полученные в результате иммуногистохимического анализа ископаемых образцов, склонны к ложноположительным результатам и требуют осторожности при работе с геологическими образцами.