3103
Дослідження давніх дуплікованих генів відкриває новий шлях до реконструкції біологічних процесів, що існували ще до появи останнього універсального спільного предка життя.
Кожен сучасний організм походить від «останнього універсального спільного предка» — гіпотетичної клітини, що жила близько чотирьох мільярдів років тому. Уже тоді існували клітинна мембрана та геном на основі ДНК, тому пошук витоків життя вимагає звернення до ще давніших еволюційних подій.
У роботі, опублікованій у Cell Genomics, Аарон Голдман, Грег Фурньє та Бетюль Качар пропонують аналіз «універсальних паралогів» — тобто генів-двійників, що виникли внаслідок «дуплікації генів» (копіювання гена з подальшою еволюційною дивергенцією) ще до появи спільного предка. Голдман зазначає: «Хоча останній універсальний спільний предок є найдавнішою точкою, доступною еволюційним методам, деякі його гени значно старші».
«Паралоги» — це споріднені гени в одному геномі, що походять від спільного попередника. Універсальні паралоги є винятковими, бо зберігаються щонайменше у двох копіях майже в усіх формах життя, що вказує на їхнє надзвичайно давнє походження. Фурньє підкреслює: «Історія цих генів — єдине джерело інформації про клітинні лінії, що існували до всього відомого життя».
Аналіз показав, що всі відомі універсальні паралоги пов’язані або з «біосинтезом білків», або з «транспортом через клітинну мембрану». Це свідчить, що саме ці функції були серед перших, які еволюціонували в ранніх клітинах.
Команда також реконструювала предкові версії таких генів за допомогою «обчислювальної еволюційної біології». В одному випадку відновлений білок зберіг здатність взаємодіяти з мембранами та апаратом синтезу білка, що натякає на механізми функціонування найперших клітин. Качар зазначає: «Універсальні паралоги дозволяють перетворити найглибші еволюційні невідомості на перевірювані наукові гіпотези».
Таким чином, давні дупліковані гени стають ключем до розуміння життя, яке передувало всьому сучасному біорізноманіттю, і формують міст між ранньою еволюцією та методами сучасної науки.
Давні гени відкривають таємниці життя до спільного предка з’явилася спочатку на Цікавості.
