Gnisten der skabte liv

Evolution ved darwinistisk naturlig udvælgelse er uhyre stærk – både i naturen og i laboratorier. Ved at bruge 'laboratorie-evolution', vi kan tage et enzym, der kombinerer tilfældige mutationer og funktionel selektion, og forbedre dens funktion med mere end 1000 gange. Du kan se beviser på, at videnskaben udnytter evolutionen på tværs af feltet, fra syntetiserede lægemidler, der bruges til at forhindre gentagelse af hjerteanfald (betablokkere) til udvikling af tumor-målrettet antistofterapi.

Imidlertid, intet udvikler sig, medmindre det allerede eksisterer. Da livet startede for mere end tre milliarder år siden, hvad var gnisten, der skabte noget fra tilfældighed?

Forskere fra Monash Biomedicine Discovery Institute (BDI), har identificeret, hvad de har kaldt 'strukturelle kapacitanselementer' i muterede proteiner, der er forbundet med mange forskellige typer af menneskelige sygdomme, især en række kræftformer.

Strukturelle kapacitanselementer er lokaliserede områder med uorden i proteiner, som bevarer potentialet til at smelte sammen til "mikrostrukturer" efter introduktionen af ​​en mutation. De fungerer som kernedannende frø, eller 'råvare' for at evolutionen kan fortsætte, danner grundlag for en accelereret mekanisme for darwinistisk evolution ved naturlig selektion, som supplement til den langsomme og gradvise proces af klassisk darwinistisk evolution.

Denne opdagelse er for nylig blevet offentliggjort i Journal of Molecular Biology . Ledende forsker på dette papir, Lektor Ashley Buckle, forklarede betydningen af ​​denne opdagelse.

"Indtil nu, den fremherskende overbevisning blandt strukturbiologer har været, at mutationer, der er impliceret i sygdom, virker ved at forstyrre proteinstrukturer - typisk omtalt som 'tab-af-struktur-funktion'-paradigmet. Men det er for nylig blevet afsløret, at mere end 40 procent af proteinerne overhovedet ikke har nogen veldefineret struktur, " sagde lektor Buckle.

"Dette fik os til at stille et helt andet spørgsmål, og vende den fremherskende tro på hovedet, " han sagde.

Forskerholdet analyserede mange af disse sygdomsassocierede mutationer og fandt ud af, at disse 'Strukturelle Kapacitanselementer' kan tillade mutationer at udløse en 'gain-of-function' ved at inducere struktur, hvor ingen eksisterede før.

"Vi indså, at vores arbejde kan have forskellige implikationer. Ikke kun kaster det lys over udviklingen af ​​proteinstrukturer, det kan give indsigt i konstruktionen af ​​meget evolverbare proteiner, og identifikation og selektiv målretning af humane sygdomsepitoper, " han sagde.

"At forstå, om og hvordan en mutation kan ændre proteinformen, vil være afgørende for at målrette dette protein til brug i terapier, der genkender den muterede region."