生命最大的飞跃:科学家解码复杂细胞的起源

真核生态发生突然发生,这是由于基因的长度增长和产生更长蛋白质的局限性驱动。来自Mainz,Valencia,Madrid和Zurich的四名高级科学家组成的国际团队在PNAS杂志上发表了突破性的研究,该研究探讨了地球生命进化中最重要的飞跃之一:起源[...]

来源:SciTechDaily
一项新研究发现,真核细胞的兴起是一个算法相变,其中基因复杂性通过非编码序列增加,打破了基因和蛋白质长度之间的先前联系。这种转变从根本上改变了生活的结构。图片来源:SciTechDaily.com

真核发生突然发生,是由基因长度的增长和产生更长蛋白质的限制所驱动的。

由来自美因茨、巴伦西亚、马德里和苏黎世的四位资深科学家组成的国际团队在《PNAS》杂志上发表了开创性的研究成果,探索了地球生命进化中最重大的飞跃之一:真核细胞的起源。

美国国家科学院院刊

虽然内共生理论(该理论认为真核细胞是由古细菌和细菌融合产生的)被广泛接受,但距该事件已经过去了数十亿年。因此,在通往真核生物的系统发育树中,几乎没有可见的进化中间体。这个缺失的环节被称为生物学核心的黑洞。

黑洞

“这项新研究融合了理论和观察方法,定量地了解生命的遗传结构是如何转变以允许复杂性增加的,”参与该项目的约翰内斯古腾堡美因茨大学 (JGU) 代表 Enrique M. Muro 博士解释道。

蛋白质和蛋白质编码基因长度增加

PNAS 文章表明,蛋白质及其相应基因的长度在整个生命树中遵循对数正态分布。为了得出这个结论,研究小组分析了 9,913 个蛋白质组和 33,627 个基因组。对数正态分布通常是乘法过程的结果。研究人员应用奥卡姆剃刀将基因长度进化建模为乘法随机过程。该方法考虑了所有遗传机制与序列长度相关的综合影响。

物种 氨基酸