一个分子从古代沉积岩在有性生殖细胞可能揭示
卡罗林斯卡医学院的一项研究,介绍了理论egg-sperm融合,有性生殖的一个关键的特征在植物和动物,可能源于一个古老的基因交换形式参与融合叫古生菌的细菌(微生物。结果,发表在自然通讯,可能打开一个全新的角度看待性的进化。
“古细菌蛋白与细胞膜融合活动可能有助于我们理解细胞如何显然是从简单的形式分享今天的复杂离散的DNA片段的生命形式进行有性生殖,”解释Shunsuke西研究员生物科学和营养,卡罗林斯卡医学院,该研究的第一作者之一。
卵子和精子的融合,专门细胞携带的遗传信息的下一代,是有性生殖的高潮。因为不受控制的细胞融合是致命的,植物和动物使用特殊的蛋白质称为fusogens控制这一过程发生在何时何地。
从一个重要的祖先的分子进化的洞察力
新的研究报告,古生菌,细菌细胞认为起源于30亿多年前,可以包含一种蛋白质(Fusexin 1或Fsx1),类似于一种fusogen (HAP2)之前被确认在病毒、植物和无脊椎动物。
研究人员计算进化生物学相结合,AlphaFold-based蛋白质造型,x射线晶体学,和功能研究表明古细菌蛋白Fsx1善意fusogen。这既是因为它在结构上类似于之前确定HAP2 fusogen并且能够促进信息融合时表示在其他细胞类型。
“配子融合人类150多年的兴趣。因为我们已经知道HAP2-like蛋白质用于熔断器包膜病毒的膜(如zika病毒、登革热和风疹)与宿主细胞,我们想知道是否这个关键分子起源于一种病毒,然后转化为植物和动物配子融合或其他方式”,卢卡Jovine说,生物科学和营养学系教授卡罗林斯卡医学院,和相对应的研究的作者之一。他继续说:
“发现古代生物像古生菌也可以包含HAP2-like蛋白现在提出第三个有趣的可能性,Fusexin1病毒的祖先的分子,植物和无脊椎动物fusogens推出。
性的起源
这项研究是一个国际合作与学术研究团体从以色列,阿根廷,乌拉圭,和瑞士,以及欧洲同步辐射设备(ESRF)在法国和英国AI公司DeepMind AlphaFold开发。
下一步是找出Fsx1蛋白质在本质上是做的,例如,如果保险丝古细菌细胞——就像植物和动物HAP2同行配子融合,促进诸如DNA交换。平行研究,还需要准确的图表连接Fsx1的进化历史和HAP2为了坚定地建立他们的起源。
参考:莫伊D,西年代,李X, et al。发现的热点fusexins同源真核HAP2 / GCS1配子融合蛋白。Nat Commun。2022;13 (1):3880。doi:10.1038 / s41467 - 022 - 31564 - 1
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