Nachdem die Wissenschaftler die evolutionären Veränderungen einer sehr alten Gruppe von Enzymen verfolgt haben, haben sie die Bedingungen geklärt, die zu Beginn der Entwicklung des irdischen Lebens existierten.
Eric Gotcher und sein Schüler diskutieren ihre Ergebnisse
Die Rede ist vom Protein Thioredoxin, das in allen modernen Organismen vorkommt und einer der Schlüssel im Stoffwechsel ist; Eine Unterbrechung seiner Arbeit ist fatal. Nach der Untersuchung der evolutionären Veränderungen, die die Struktur von Thioredoxin beeinflussten, haben Wissenschaftler aus der Gruppe von Eric Gochera (Eric Gaucher) gezeigt, dass das Temperaturoptimum seiner Arbeit einst um bis zu 32 ° C höher war als heute. Darüber hinaus zeigte das Protein auch bei deutlich niedrigeren pH-Werten maximale Aktivität, was darauf hindeutet, dass in jenen Jahren die Umgebung, in der es wirkte, viel heißer und saurer war. „Dies stützt die Hypothese, dass sich die Umwelt im Zeitraum von vor 4 Milliarden bis 500 Millionen Jahren langsam abgekühlt und alkalischer wurde“, sagt Prof. Gocher.
Um zu dieser Schlussfolgerung zu gelangen, mussten Wissenschaftler die Aminosäuresequenz von Thioredoxin für die drei Hauptzweige des Lebens – Archaebakterien, Bakterien und Eukaryoten – rekonstruieren. Dazu wurden mit komplexen mathematischen Modellen leicht unterschiedliche Sequenzen von Thioredoxin aus 200 modernen Organismen zu einer Art „Evolutionsbaum“aufgebaut und mit statistischen Methoden die Strukturen ihrer gemeinsamen Vorfahren wiederhergestellt. Danach haben die Autoren der Arbeit die entsprechenden Gene geschaffen und in das Chromosom von E. coli eingeschleust. Und erst dann, nachdem er ein echtes Protein erh alten hatte, untersuchte es seine Eigenschaften.
Nach der „Wiederbelebung“der ältesten Proteine konnten die Wissenschaftler Rückschlüsse auf die Anpassung nicht existierender Lebensformen an die damaligen Bedingungen ziehen. Das „auferstandene“Enzym bezieht sich auf das Präkambrium, das vor etwa 542 Millionen Jahren endete. Lesen Sie in der Notiz "Disaster Genes" über den Horror, der ihr folgte.
Pressemitteilung des Georgia Institute of Technology
