對氨基酸如何塑造古代微生物遺傳密碼的新見解

通過在實(shí)驗(yàn)室中模擬早期地球條件，研究人員發(fā)現(xiàn)，如果沒有特定的氨基酸，古代蛋白質(zhì)將不知道如何進(jìn)化成當(dāng)今地球上所有活著的東西——包括植物、動物和人類。

這些發(fā)現(xiàn)詳細(xì)說明了氨基酸如何塑造古代微生物的遺傳密碼，揭示了地球上生命起源的奧秘。

“從人類到細(xì)菌再到古細(xì)菌，你會在每一種生物體中看到相同的氨基酸，這是因?yàn)榈厍蛏系乃惺挛锒纪ㄟ^這棵有起源的生命之樹聯(lián)系在一起，一種有機(jī)體是所有生物的祖先，”說約翰霍普金斯大學(xué)化學(xué)家斯蒂芬弗里德與捷克共和國查爾斯大學(xué)的科學(xué)家共同領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。“我們正在描述影響祖先獲得氨基酸的原因的事件。”

該研究結(jié)果最近發(fā)表在美國化學(xué)學(xué)會雜志上。

在實(shí)驗(yàn)室中，研究人員通過使用一組在地球上出現(xiàn)生命之前非常豐富的氨基酸來模擬 40 億年前的原始蛋白質(zhì)合成。

他們發(fā)現(xiàn)古老的有機(jī)化合物將最適合蛋白質(zhì)折疊的氨基酸整合到它們的生物化學(xué)中。換句話說，地球上的生命之所以繁衍生息，不僅是因?yàn)槟承┌被嵩诠糯鷹⒌睾苋菀撰@得且易于制造，還因?yàn)槠渲幸恍┨貏e擅長幫助蛋白質(zhì)采用特定形狀來發(fā)揮關(guān)鍵功能。

“蛋白質(zhì)折疊基本上讓我們在地球上什至沒有生命之前就進(jìn)行了進(jìn)化，”弗里德說。“你可以在有生物學(xué)之前就進(jìn)行進(jìn)化，甚至在有 DNA 之前就可以對對生命有用的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行自然選擇。”

盡管原始地球有數(shù)百種氨基酸，但所有生物都使用相同的 20 種化合物。Fried 稱這些化合物為“規(guī)范的”。但科學(xué)一直在努力確定這 20 種氨基酸的特別之處——如果有的話——。

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