Горячее и кислое: Уточнение условий
Речь о белке тиоредоксине, который присутствует у всех современных организмов и является одним из ключевых в метаболизме; нарушения его работы фатальны. Исследовав эволюционные изменения, затронувшие структуру тиоредоксина, ученые из группы Эрика Гочера (Eric Gaucher) показали, что некогда температурный оптимум его работы был аж на 32 ОС выше, чем сегодня. Кроме того, белок проявлял максимальную активность и при существенно меньших значениях рН, что свидетельствует о том, что в те годы среда, в которой он действовал, была намного более горячей и кислой. «Это подтверждает гипотезу о том, что за период от 4 млрд. до 500 млн лет назад окружающая среда медленно остывала и становилась более щелочной», — говорит профессор Гочер.
Чтобы прийти к этому выводу, ученым пришлось восстановить аминокислотную последовательность тиоредоксина для трех основных ветвей жизни — архебактерий, бактерий и эукариот. Для этого с помощью сложных математических моделей слегка различающиеся последовательности тиоредоксина из 200 современных организмов были выстроены в своего рода «эволюционное древо», и с помощью статистических методов восстановлены структуры их общих предков. После чего авторы работы создали соответствующие гены и внедрили их в хромосому кишечной палочки. И лишь затем, получив настоящий белок, исследовали его свойства.
Таким образом, «воскресив» древнейшие белки, ученые смогли получить выводы, касающиеся адаптации ныне несуществующих форм жизни к условиям, существовавшим в то далекое время. «Воскрешенный» фермент относится к докембрийской эпохе, завершившейся около 542 млн лет назад. О том ужасе, что последовал за ней, читайте в заметке «Гены катастрофы».
По пресс-релизу Georgia Institute of Technology