分子“化石”有助于解释关键的进化事件

耶鲁大学的科学家们发现了丢失的分子“化石”,这些化石揭示了地球生命早期进化中的一个关键事件——细胞核的起源。

细胞核使一些简单的生物体,如不含细胞核的细菌,转变成更复杂的生物体,从而产生了现代的动物、植物和真菌。然而,至今还没有发现任何化石能代表这一发生在25亿年前的生命大转变。

耶鲁Sergey Melnikov领导的研究小组,副研究员在实验室Dieter Soll后,英镑的分子生物物理学和生物化学和化学教授教授,在古生菌发现这些失踪的“化石”,认为最相似的生物体之间的古老的中间体细菌和真核细胞越复杂。古生菌拥有一种被称为核定位信号(NLS)的蛋白质,它作为一种分子ID,允许真核细胞的不同隔间之间的分子运输。

“简单的生命形式,如细菌,类似于单间公寓:它们有一个单独的室内空间,不被细分为单独的房间或隔间,”梅尔尼科夫说。“相比之下,更复杂的生物体,如真菌、动物和植物,是由细胞组成的,这些细胞被分成多个隔间。”

那么NLS在古细菌中做什么呢?

梅尔尼科夫认为,这个问题的答案与某些恐龙翅膀起源的理论在分子层面上是一样的。恐龙进化成了现代鸟类,但在飞行之前,它们已经在地球上生活了数百万年。这些早期的恐龙翅膀可以支持类似飞行的运动,比如滑翔和加速攀爬,提供了一种进化优势。

在真核细胞中产生NLS信号的蛋白质在古生菌中也起着类似的过渡作用,帮助有机体识别有助于维持细胞功能的生物伴侣。梅尔尼科夫说:“这些‘id’有助于将这些伴侣与细胞中漂浮的数千个其他分子区分开来。”

他解释说,这一功能后来在真核细胞中得到了应用,使得分子可以在细胞核和细胞内部进行转运。

梅尔尼科夫说:“就像与类鸟恐龙的类比一样,我们的研究揭示了宏观世界的进化过程与达尔文从未见过的进化过程之间的惊人相似之处——活细胞中存在着肉眼看不见的分子。”

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.yale.edu/2019/09/11/molecular-fossils-help-explain-key-evolutionary-event

http://petbyus.com/13480/