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科学家研究核糖体:或揭露38亿年前地球环境

来源:科学探索 2015-12-11 10:27

北京时间12月11日消息,科学家近日对人类细胞中的分子展开了研究,他们借此追根溯源,成功追踪了生物的演化之路。佐治亚理工学院的专家们发现,地球上的所有生物都是由同一个祖先演变而来的。那已经是38亿年之前的事情了,但地球上首次生命进程留下的“分子指纹”,至今仍留在地球上每一个现存的生物细胞里。

佐治亚理工学院的专家们发现,地球上的所有生物都是由同一个祖先演变而来的。那已经是38亿年之前的事情了,但地球上首次生命进程留下的“分子指纹”,至今仍留在地球上每一个现存的生物细胞里

这项研究是由NASA赞助的,它不仅能够帮助研究人员了解地球上生命的起源,还将帮助科学家判断生命可能在哪些地外环境中繁衍生息。

佐治亚理工学院化学与生物化学学院的劳伦·威廉姆斯教授(Loren Williams)领导了本次对核糖体的研究。核糖体可谓是分子的初次“集结”,也是地球上的生命之源。

今天的核糖体发挥着从RNA中将基因信息转化成细胞内蛋白质的作用。然而,早期的生命形式中是没有蛋白质的。因此,通过研究核糖体中不含有蛋白质的部分,科学家便能对远古时期细胞中的化学反应过程活得进一步的了解。

他们使用了一种名叫“结构比较法”的技术,通过电脑建模,模拟了核糖体的演变过程。研究人员利用逆向工程,对远古时期的核糖体进行了“倒带回放” 。他们试图以此揭开生物起源的奥秘,解答“与我们在宇宙中的位置有关的存在主义问题”。

此外,随着时间的推进,核糖体的附加片段也在不断增加。对这些附加片段的研究显示,核糖体中的“分子指纹”可以告诉我们这些片段被插入的时间,帮助研究人员更好地了解核糖体的演变过程。

他们使用了一种名叫“结构比较法”的技术,通过电脑建模,模拟了核糖体的演变过程。此外,随着时间的推进,核糖体的附加片段也在不断增加。对这些附加片段的研究显示,核糖体中的“分子指纹”可以告诉我们这些片段被插入的时间,帮助研究人员更好地了解核糖体的演变过程

威廉姆斯教授将这些“分子指纹”比作树干,随着树木的增长,树干外层会长出新的一圈组织,树干内部则始终保持不变。树干的核心部位记录着这棵树年轻时的信息,一圈圈年轮代表了这棵树走过的每一年岁月,最外面一层则记录着其当下的状态。

就像树干的中心部分始终保持不变一样,所有现代核糖体的“核心部位”也都保留着38亿年前的样子。

“我们正在研究,如何才能读取到这些极为古老的生物学记录,以期了解生物的起源,以及地球上生命的演变过程。”威廉姆斯教授说道。

“核糖体本身就记录了自己的发展历史。随着时间的推进,它的体积变得越来越大,但就像树木的年轮一样,核糖体中最古老的部分也逐渐被封存了起来。”

核糖体所记录的历史能够揭示生物在过去数十亿年间经历了怎样的变化。此外,它还能帮助我们了解生物诞生时地球上的环境条件,并帮助我们寻找外星生命。这对于NASA的天文生物学家来说具有十分重要的意义。他们一直在宇宙中搜寻其它可能演变出生命的星球。

“核糖体的核心部位的形成时间比生物最初出现的时间还要古老,而我们至今仍然不是很了解核糖体的演变过程。”威廉姆斯教授说道。

“核糖体是抗菌素的重点攻击对象之一,因此充分了解它的结构和生理特征对于我们来说具有非常重要的意义。”

“这项研究让我们得以向前追溯到生命之树的起点——即所有现代细胞的共同祖先,那时候,蛋白质和氨基酸还不是地球上一切生命的基础。”

“它帮助我们对地球上生命进化的最初阶段有了一些了解,还能为我们探索适合生命繁衍的地外环境提供指导。”(生物谷 Bioon.com)

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