Учёные обнаружили гены, сформировавшиеся до появления последнего универсального общего предка жизни. Работа опубликована в журнале Cell Genomics.

Последний универсальный общий предок, от которого произошли современные формы жизни, существовал около четырёх миллиардов лет назад. До сих пор именно этот организм считали самой ранней точкой, доступной для анализа методами эволюционной биологии. Авторы новой работы предположили, что отдельные элементы генетического кода возникли ещё раньше.

Универсальные паралоги

В центре исследования оказались так называемые универсальные паралоги — семейства генов, представленные как минимум в двух копиях у большинства живых организмов. Паралоги появляются в результате дублирования исходного гена с последующей специализацией функций.

Учёные установили, что часть таких дублирований произошла до появления последнего общего предка. Это означает, что данные гены несут информацию о более раннем этапе развития жизни.

Анализ показал, что большинство универсальных паралогов связаны с синтезом белков и транспортом молекул через клеточные мембраны. По мнению авторов, именно эти процессы могли стать одними из первых биологических механизмов.

Читайте также
Учёные усомнились в оптимальности условий для разумной жизни во Вселенной

Реконструкция древних белков

Исследователи также смоделировали структуру одного из древнейших белков. Полученная модель показала, что даже примитивная версия могла взаимодействовать с клеточной мембраной и участвовать во встроении других белков. Такой механизм, вероятно, применяли самые ранние клетки.

До настоящего времени эволюционные методы позволяли изучать только события, происходившие после появления последнего общего предка. Универсальные паралоги расширяют границы анализа и дают возможность исследовать более ранний этап формирования жизни.

Развитие вычислительных технологий и инструментов на основе искусственного интеллекта помогает точнее восстанавливать древние последовательности ДНК. Авторы считают, что дальнейшая работа в этом направлении позволит приблизиться к пониманию молекулярных процессов, с которых началась жизнь на Земле.