一項(xiàng)日前發(fā)表于《細(xì)胞化學(xué)生物學(xué)》雜志的研究顯示，34億年前，所有細(xì)菌的祖先可能擁有復(fù)雜的酶，而這比地球上生命的起源僅晚了6億年。此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)令人感到驚訝，因?yàn)槿藗冊(cè)茢?，?xì)菌并未進(jìn)化，直到很晚以后，甚至是在生命起源的10億年之后。

現(xiàn)代酶同其發(fā)生相互作用的分子，就像鎖和鑰匙一樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系。它們通常只為一種反應(yīng)“效力”，但能很好地完成這項(xiàng)工作。相反，來(lái)自美國(guó)俄勒岡大學(xué)的Michael Harms介紹說，最早的酶“很馬虎”，同分子之間并未擁有鎖和鑰匙一樣的關(guān)系。它們的結(jié)構(gòu)中擁有能抓住各種不同化學(xué)物質(zhì)并且控制很多反應(yīng)的“口袋”，但沒有一項(xiàng)工作能被很好地執(zhí)行。齊一生物

為研究現(xiàn)代酶出現(xiàn)于何時(shí)，來(lái)自德國(guó)雷根斯堡大學(xué)的Reinhard Sterner和同事按照在現(xiàn)代細(xì)菌和古生菌群分離之前其可能看上去的樣子，重建了一種由4部分組成的酶。

這種名為色氨酸合酶的酶，輔助一種對(duì)細(xì)菌、古生菌、植物和真菌均至關(guān)重要的氨基酸的產(chǎn)生。首先，在將序列導(dǎo)入尋找它們之間相似性的計(jì)算機(jī)程序之前，研究人員分析了在現(xiàn)代細(xì)菌和古生菌中編碼這種酶的基因。隨后，他們針對(duì)產(chǎn)生現(xiàn)代基因的古代DAN序列可能的樣子進(jìn)行了上千次模擬。

基于主要的細(xì)菌種群彼此間分離的方式，該程序鎖定了一個(gè)最有可能的序列。團(tuán)隊(duì)成員將這個(gè)“復(fù)活”的基因插入現(xiàn)代大腸桿菌的細(xì)胞。該基因能大量復(fù)制一種表現(xiàn)得極像其現(xiàn)代版本的酶。Harms表示，這表明細(xì)菌失去其“馬虎”蛋白的時(shí)間要早于人們此前的預(yù)期。

同時(shí)，由于來(lái)自幾十億年前的DNA殘留并不存在，因此這樣的重建實(shí)驗(yàn)是研究古代基因的唯一方法。

不過，來(lái)自美國(guó)麻省理工學(xué)院的Mathieu Groussin認(rèn)為，如果研究人員能重建一些其他可能的蛋白而不僅僅是最有可能的那個(gè)，他們會(huì)對(duì)自己的成果更有信心。這樣的話，他們便會(huì)知道其他可能的序列是否也產(chǎn)生了功能蛋白。