ไม่มีลิงก์ระหว่างเซลล์อย่างง่ายและแบบฟอร์มชีวิตที่ซับซ้อนอาจเป็นไปได้

นักวิทยาศาสตร์อาจค้นพบความเชื่อมโยงที่ขาดหายไประหว่างเซลล์ที่เรียบง่ายและซับซ้อนซึ่งประกอบไปด้วยสัตว์พืชและเชื้อราทั้งหมด

นักวิทยาศาสตร์พิจารณาสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่เรียกว่า Archaea อยู่ระหว่างแบคทีเรียดั้งเดิมที่ขาดนิวเคลียสและเซลล์ที่ซับซ้อนมากขึ้นหรือยูคาริโอตบนเส้นเวลาวิวัฒนาการ เหมือนกับลูกพี่ลูกน้องของแบคทีเรียอาร์เคียไม่มีนิวเคลียส แต่จุลินทรีย์มี DNA และเอ็นไซม์จำลองแบบดีเอ็นเอที่คล้ายคลึงกับยูคาริโอต

นักวิทยาศาสตร์บางคนตั้งทฤษฎีว่ายูคาริโอตวิวัฒนาการมาจากสิ่งมีชีวิตระดับกลางเมื่อประมาณ 2 พันล้านปีก่อนเมื่ออาร์เคียโบราณคว้าจุลชีพที่ผ่านมาดูดเข้าไปในช่องท้องของเซลล์และเปลี่ยนเป็นนิวเคลียสชั่วคราว คนอื่น ๆ แนะนำว่า Archaea บรรพบุรุษส่ง "blebs" ที่หลงทางซึ่งสร้างขึ้นจากผนังเซลล์ของมันเองซึ่งเชื่อมโยงเข้ากับสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่มีประโยชน์ซึ่งทำหน้าที่เหมือน organelles ยุคใหม่หรือโครงสร้างคล้ายอวัยวะภายในเซลล์ที่ทำหน้าที่พิเศษ ฟังก์ชั่น.

รายละเอียดรอบเหตุการณ์วิวัฒนาการที่สำคัญนี้ยังคงมืดครึ้มบางส่วนเพราะนักวิทยาศาสตร์ได้พบหลักฐานเล็กน้อยของระยะเวลาการเปลี่ยนแปลงระหว่างเซลล์ที่เรียบง่ายและซับซ้อน แต่ตอนนี้นักวิจัยได้ระบุสะพานที่มีศักยภาพระหว่างโปรคาริโอตและยูคาริโอต: ความคล้ายคลึงกันที่ถูกเข้ารหัสในโปรตีนของพวกเขา

ในยูคาริโอตโปรตีนบางชนิดมีลำดับสั้น ๆ ที่รู้จักกันในชื่อการแปลสัญญาณนิวเคลียร์หรือ NLSs เพื่อเข้าสู่นิวเคลียส Transporter โปรตีนจับกับ NLSs แล้วพาโมเลกุลอื่นผ่านรูขุมขนในเยื่อหุ้มนิวเคลียร์ ในสาระสำคัญ NLS ทำหน้าที่เหมือนตราความปลอดภัยมือถือ

ถึงแม้ว่า Archaea จะขาดนิวเคลียส แต่โปรตีนบางตัวของพวกมันก็มีเครื่องหมายคล้าย NLS อยู่ดีตามการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวันที่ 10 กันยายนในวารสารชีววิทยาโมเลกุลและวิวัฒนาการ ผู้เขียนแนะนำว่า NLS จะลงวันที่ก่อนกำเนิดของนิวเคลียสและอาจทำหน้าที่เป็นหินก้าววิวัฒนาการที่ทำให้อาร์เคียค่อยๆวิวัฒนาการสู่ชีวิตที่ซับซ้อน

"ธรรมชาติมีแนวโน้มที่จะประดิษฐ์จากสิ่งที่มันมีอยู่แล้ว" นักชีววิทยาวิวัฒนาการกล่าวว่า Sergey Melnikov นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยเยลและผู้เขียนร่วมของการศึกษากล่าว

ป้าย NLS เหล่านี้ให้หลักฐานของรูปแบบกลางระหว่างเซลล์ที่ง่ายและซับซ้อน - การค้นพบที่เทียบเท่ากับการเปิดโปงไดโนเสาร์เหมือนนกหรือปลาคลานเป็นนักบรรพชีวินวิทยา, Melnikov บอกวิทยาศาสตร์ LIve "นี่เป็นเรื่องแปลกที่จะอ้างว่าสิ่งเหล่านี้มีอยู่ในอาร์เคีย ... ไม่มีใครคิดเลยว่าพวกเขาควรจะมองหา NLS ในอาร์เคีย" นักชีววิทยาการคำนวณ Aravind Iyer ผู้ศึกษาโปรตีนและจีโนมวิวัฒนาการที่ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ แต่ไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาในปัจจุบัน

แต่ไม่ใช่ทุกคนที่เชื่อมั่น: ผู้เชี่ยวชาญสองคนบอกกับ Live Science ว่า NLSs อาจไม่ใช่ปืนสูบบุหรี่ที่มีวิวัฒนาการ

ขุดหาฟอสซิลเซลล์

แทนที่จะขุดผ่านซากโครงกระดูก, Melnikov ไปขุดผ่านโปรตีนไรโบโซมของเซลล์เพื่อรวมประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของพวกเขา (ไรโบโซมเป็นโรงงานผลิตเซลล์ที่ช่วยรวบรวมโปรตีน)

"มีเพียงไม่กี่ยีนที่แพร่หลาย" หมายถึงพวกมันมีอยู่ในทุกรูปแบบของชีวิต Melnikov กล่าว ประมาณครึ่งหนึ่งของรหัสยีนที่ได้รับการอนุรักษ์สำหรับโปรตีน ribosomal เขาอธิบายความจริงที่แสดงให้เห็นว่าโปรตีนนั้นมีมรดกที่มีวิวัฒนาการมายาวนานซึ่งอาจยืดกลับไปสู่จุดเริ่มต้นของชีวิตได้ ในยูคาริโอตโปรตีนไรโบโซมเข้าสู่นิวเคลียสที่จะแก้ไขก่อนที่จะจัดตั้งร้านค้าในไซโตพลาสซึม พวกเขาสนุกกับการเข้าถึงนิวเคลียสได้อย่างง่ายดายด้วย NLS ของพวกเขา

โดยการเปรียบเทียบโครงสร้างของโปรตีนไรโบโซมอลที่สุ่มตัวอย่างจากทั้งสามโดเมนของสิ่งมีชีวิต - Archaea, แบคทีเรียและ Eukarya - Melnikov มีวัตถุประสงค์เพื่อให้เห็นลำดับลายเซ็นเหล่านี้ กลุ่มอาร์เคียที่เขาตรวจสอบอยู่ในกลุ่มที่สามารถพบได้ในธรรมชาติในปัจจุบัน

แท้จริงและดูเถิด Melnikov และเพื่อนร่วมงานของเขาค้นพบโปรตีนอาร์แคลสี่ตัวที่มีตราความปลอดภัยคล้ายกับคู่ของยูคาริโอต ลำดับคล้าย NLS ปรากฏในหลายกลุ่มของ Archaea ดังนั้นนักวิจัยจึงอนุมานว่าคุณลักษณะนี้ปรากฏในช่วงต้นของประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของโบราณคดี (ใน Archaea อย่างไรก็ตาม NLS อาจช่วยให้สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่สามารถระบุกรดนิวคลีอิกได้อย่างง่ายดายสร้างบล็อคของ DNA และ RNA ในขณะที่ eukaryotic NLSs ยังทำหน้าที่ฟังก์ชั่นเหล่านี้พวกเขาเป็นที่รู้จักกันดี

ทีมวิจัยได้ทำการทดสอบว่า NLS นั้นสามารถใช้แทนกันได้ในอาณาจักรแห่งชีวิตหรือไม่โดยการเปลี่ยนตรายูคาริโอตให้เป็นแบบ Archaeal ใต้กล้องจุลทรรศน์แบบแสงนั้นนักโบราณคดี NLSs ก็ดูเหมือนว่าจะทำงานเหมือนกับยูคาริโอต NLS และได้รับการเข้าถึงโปรตีนระดับวีไอพีที่เกี่ยวข้องกับนิวเคลียส แม้จะแบ่งปันฟังก์ชั่นที่เหมือนกัน แต่ NLS ในยูคาริโอตและอาร์เคียอาจไม่เกี่ยวข้องกับวิวัฒนาการ

ยกตัวอย่างเช่นอีเยอร์ยังคงสงสัยในการค้นพบ NLS ประกอบด้วยโปรตีนสำเร็จรูปเพียงห้าหรือหกชนิดเรียกว่ากรดอะมิโน เนื่องจากความยาวสั้นและโครงสร้างทางเคมีเฉพาะของพวกเขา NLS จึงมีความเป็นไปได้ทางสถิติที่จะปรากฎในโปรตีนโดยโอกาสที่จะเกิดขึ้นเท่านั้น

กล่าวอีกนัยหนึ่งลำดับ archaeal และ eukaryotic อาจโผล่ขึ้นมาอย่างอิสระและดังนั้นจึงไม่เกี่ยวข้องกับวิวัฒนาการ อีเยอร์กล่าวว่าเขาจะมีความมั่นใจมากขึ้นถ้ามีการวิจัยเพิ่มเติมในการค้นพบ archaeal NLSs ในโปรตีนเพิ่มเติมซึ่งคล้ายกับที่เข้าสู่นิวเคลียสในยูคาริโอต

"ในที่สุดสิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าลำดับเหล่านี้น่าจะเป็นนิวเคลียสก่อนหน้านี้" Buzz Baum นักชีววิทยาเซลล์และวิวัฒนาการที่ MRC Laboratory สำหรับชีววิทยาโมเลกุลเซลล์ในอังกฤษบอกกับ Live Science ทางอีเมล อาร์เคียที่แชร์ความคล้ายคลึงกันทางพันธุกรรมจำนวนมากกับยูคาริโอตที่ทันสมัยยังขาดนิวเคลียสและออร์แกเนลล์เขาอธิบายดังนั้นจึงยากที่จะเห็นว่า NLS เหล่านี้นำไปสู่การพัฒนาของนิวเคลียสได้อย่างไร

• Extreme Life on Earth: 8 สิ่งมีชีวิตที่แปลกประหลาด | วิทยาศาสตร์สด
• 7 ทฤษฎีเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต | วิทยาศาสตร์สด
• Gallery: สายรุ้งแห่งชีวิตใน Great Salt Lake | Extremophiles มีชีวิต…

 เผยแพร่ครั้งแรกเมื่อ วิทยาศาสตร์สด.