Технологии Nowostawski

Вопрос “как возникла жизнь начать?” – одна из величайших загадок современной науки. Хотя большинство ученых считают, что все формы жизни произошли от общего примитивного древнего микроорганизма, детали обрезаются. Какие гены, которыми обладает данная форма жизни, и где? Новое исследование, опубликованное в Nature микробиологии, проливает свет на возникновение и развитие этого древнего организма.

Опытные ученые заинтересовались происхождением жизни, как правило, решить эту проблему двумя разными способами. Одним из них является подход “снизу вверх”, когда они пытаются представить, как давно жизнь зародилась, а затем реконструировать основные этапы ее зарождения в лаборатории. Альтернативный подход — “сверху вниз” — анализ и “отрубание” современных клеток, для того, чтобы упростить их и привести основные этапы эволюции сложность клетки.

Информатики, которые пытаются решить эту проблему, используя огромное количество данных, полученных в результате революции в секвенировании ДНК. Она была залита ученых информация о геномах организмов, от бактерии до человека. Они могут быть сокрытие информации о последовательности ДНК примитивных клеток — первой клетки на планете, которые используют современные генетического кода, которые передавались через миллиарды поколений.

“Последний универсальный общий предок” предположил, чтобы быть одним из первых клетки, из которой вышло все живое на Земле. Взаимосвязь между этим предком и современных организмов часто визуализируются в виде эволюционных деревьев, первые известные примеры, из которых Чарльз Дарвин.

Секвенирование ДНК обеспечивает красивый и высоко количественная мера генетическая связь, которая пронизывает всю биологию. Один и тот же код из четырех основы а, C, G и t, используемые практически всеми организмами на планете. Поэтому, в принципе, он может быть использован для построения эволюционных деревьев всю жизнь. Мы знаем, что существуют определенные гены на заре клеточной жизни и унаследовали все последующие формы жизни. Через четыре миллиарда лет, копии, например, маленький Гена 16s ррнк постепенно изменяются в процессе случайных мутаций в отдельных родословных, что привело к различным формам жизни. Из этого следует, что каждый из них имеет характерную последовательность, которая будет похожа на недавно появившихся организмов, но более разных в линиях, которая появилась ранее в эволюционный интервал.

Первый анализ этих “универсальных” последовательностей ДНК, проводили около 30 лет назад, привели к серьезным изменениям в нашем ценить разнообразие жизни на Земле, и особенно многообразие одноклеточных организмов без ядра (прокариоты). Они также дали новый домен прокариотных жизни, которая сейчас называется архей.

Попытки разработать поистине универсальный деревьев, которые определяют возникновение всех современных клеток из последних всеобщих предков, была ограничена рядом технических проблем. Одной из проблем является большое количество групп, которые отделены друг от друга с самого начала жизни. Кроме того, бактерии также могут обмениваться генами между собой, что трудно определить их происхождение.

Vodorode?

В новом исследовании ученые использовали умные передовой метод секвенированных генов прокариот в семье. Потом искать сходства и узоры на все группы бактерий, и нашли небольшой набор генов, которые присутствовали в качестве археи и бактерии. Ученым удалось показать, что эти гены, вероятно, были унаследованы от общего предка, а не были получены в процессе обмена.

Этот результат важен, поскольку он определяет конкретную группу бактерий (клостридий) и археи (метаногены), которые ранние версии этих генов, и указывает на то, что они очень древние и могут быть похожи на первых организмов, что привело к появлению отдельных родословных бактерий и архей.

Что более важно, природа, гены, которые сохранились, рассказывает удивительную историю о среде, в которой он жил последние их предок — в том числе, как у него энергии. Исследование показывает, что мир, населенный этими организмами четыре миллиарда лет назад очень отличается от нашего. Свободного кислорода в нем не было, но если вы верите в гены, общий предок получал энергию из водорода, получаемого, видимо, геохимической активности земной коры. “Инертных” газов, включая углекислый газ и азот, при условии, основным строительным материалом для всех клеточных структур. Железо имеется в изобилии, а недостаток кислорода превратил его в нерастворимую ржавчину, поэтому этот элемент был использован ферменты в первой клетке. Некоторые из генов, которые влияют на адаптацию к высоким температурам, что говорит о другом: организмы развились в водной среде — подобные современные гидротермальные источники или горячие источники, где они до сих пор с удовольствием живут бактерии.

К сожалению, не имея машины времени, мы не можем непосредственно проверить эти результаты. Но такая информация представляет большой интерес, особенно для ученых, которые пытаются воссоздать форм примитивной жизни. Страшно подумать, что наших предков (первых) пришлось обходиться без кислорода.

Древние микроорганизмы показали, что зародилась жизнь в гидротермальных условиях
Илья Хель