Древнее «Луки»: биологи нашли гены, которые старше всего живого на Земле

Ученые из Оберлинского колледжа, Массачусетского технологического института (MIT) и Университета Висконсина-Мэдисона обнаружили способ заглянуть в эволюционные события, происходившие еще до появления последнего универсального общего предка (LUCA), жившего около 4 миллиардов лет назад. Исследование, опубликованное в журнале Cell Genomics, фокусируется на «универсальных паралогах» — редких группах генов, которые дублировались и разделили функции еще до того, как жизнь разделилась на три домена.

Паралоги — это родственные гены внутри одного генома, возникшие в результате ошибок копирования. Например, восемь генов гемоглобина у человека происходят от одного общего предка. Однако универсальные паралоги уникальны тем, что они присутствуют как минимум в двух копиях у почти всех живых организмов. Это означает, что акт их дупликации произошел в глубочайшей древности, когда жизни в современном понимании еще не существовало.

Анализ показал, что все известные на данный момент универсальные паралоги отвечают всего за две функции: синтез белка и транспортировку молекул через клеточные мембраны. Это прямо указывает на то, что именно эти биологические процессы были первыми, которые эволюция довела до совершенства.

В ходе экспериментов в лаборатории Голдмана ученые восстановили структуру одного из таких древних белков, отвечающего за встраивание ферментов в мембрану. Оказалось, что даже в своей примитивной форме этот протеин успешно взаимодействует с клеточными оболочками и белковыми «фабриками». По мнению исследователей, использование ИИ-алгоритмов позволит найти новые группы таких генов и детально реконструировать облик самых первых протоклеток, существовавших до формирования единого древа жизни.

Источник:ScienceDaily