Все живое на Земле имеет одного общего предка, но некоторые его гены старше самого организма

Исследователи утверждают, что последний общий предок всего живого на нашей планете появился примерно 4,2 миллиарда лет назад, однако некоторые его гены имеют ещё более древнее происхождение. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Genomics. 

Фото из открытых источников / © GigaChat

По словам биолога Аарона Голдмана из Оберлинского колледжа, хотя последнего универсального общего предка мы можем изучать лишь эволюционными методами, многие из его генов гораздо старше. Это означает, что некоторые ключевые элементы нашего генетического наследия появились задолго до возникновения первой известной формы жизни.

Эти древние белковые кодирующие гены встречаются практически повсеместно у живых организмов, что позволяет ученым восстановить картину эволюции на самом глубоком уровне. Они являются редкими дублированными копиями, присутствующими во всех ветвях древа жизни, что свидетельствует о том, что эта дупликация произошла до разделения основных ветвей эволюции.

Учёные считают, что изучение таких генов позволит пролить свет на самые ранние этапы развития жизни на Земле. По мнению Бетул Качара из Университета Висконсин-Мэдисон, именно эти универсальные паралоги (гены, возникшие в результате дупликации исходного гена) предоставляют уникальную возможность обнаружить первые шаги зарождения жизни с помощью современных научных инструментов.

Однако ученые пока не могут точно сказать, насколько простыми или сложными были организмы и экосистемы, существовавшие одновременно с последним общим предком. Известно лишь немногочисленное количество универсальных паралогов белков, и их малочисленность не обязательно отражает недостаток самих паралогов в первоначальном протеоме общего предка.

Со временем многие паралоги могли исчезнуть из-за различных эволюционных процессов, горизонтального переноса генов или дивергенции видов. Поэтому учёные предполагают, что большая часть изначальных белковых семейств, присутствовавших в общем предке, вероятно, теперь утрачена и больше не доступна для анализа.

При этом, даже ограниченное число изучаемых универсальных паралогов обладает огромным значением. Как подчеркивает Грегор Фюрнье из Массачусетского технологического института, именно из истории этих редких универсальных паралогов мы получаем единственно доступную информацию о самых ранних клеточных линиях и этапах эволюции.

Некоторые из наиболее важных универсальных паралогов связаны с системой генетической трансляции, считающейся древнейшей молекулярной системой, сохранившейся в современной жизни. Другие паралоги отвечают за производство ферментов и поддержание функций биологических мембран.

Источник