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科学家“复活”40亿年历史的化石蛋白

生命究竟如何出现在地球上仍然是一个谜。一些科学家认为,“原始汤”遭遇雷击产生了形成生命前体细胞的复杂分子。其他科学家则认为,深海热液喷口的化学反应导致细胞膜和简单细胞的出现。而且还有人认为,太空岩石为地球带来了构建生命的原始材料,甚至是带来了原始生命。

但是重现发生在遥远过去的事件是非常困难的。

现在,来自哥伦比亚大学、佐治亚理工学院和格拉纳达大学的研究人员重建出有 40 亿年历史的灭绝生物的一种名为硫氧还蛋白的活性酶。相关研究论文刊登在了近期出版的《Structure》上。

这种蛋白质在古生菌、真核细胞和细菌这三个生命领域的生物体中执行着众多细胞功能。它功能多样而且存在于所有的生命形式,这表明它们有着原始的起源。通过测量硫氧还蛋白的属性,科学家可以推断出该灭绝生物的生活环境,有助于揭示地球生命的演化。

研究人员利用名叫祖先序列重建(ancestral sequence reconstruction)的技术去重建灭绝物种的基因,分析了每个生命类别中蛋白质种类的差异性。借助这些信息,他们确定了古老硫氧还蛋白可能的氨基酸序列,然后进一步合成基因编码的蛋白质。他们最后重建出存在于所有生命的活性酶——硫氧还蛋白。这种“化石蛋白质”非常的稳定,在强酸性环境中功能良好。

研究人员表示,这项研究是非常有意义的,因为许多人都认为40亿年前的温度非常高,而且海洋是酸性的。由于没有这些古老蛋白质的遗迹,因此科学家无法确切得知重建的蛋白质与原型之间的相似度。除非发明某种时间机器,否则无法得出确定的结论。但是科学家知道这些蛋白质的特性与40亿年前的蛋白质是一致的。”

原文检索:

Alvaro Ingles-Prieto, Beatriz Ibarra-Molero, Asuncion Delgado-Delgado, Raul Perez-Jimenez, Julio M. Fernandez, Eric A. Gaucher, Jose M. Sanchez-Ruiz, Jose A. Gavira.Conservation of Protein Structure over Four Billion Years. Structure, 2013; DOI:10.1016/j.str.2013.06.020

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