Происхождение генетического кода: исследование показывает, что общепринятая версия нуждается в пересмотре

Новое исследование, опубликованное в PNAS, бросает вызов устоявшимся взглядам на эволюцию универсального генетического кода.

Новый взгляд на старую проблему

Используя новый метод анализа аминокислотных последовательностей, команда под руководством аспирантки Савсан Вэби обнаружила, что порядок включения аминокислот в код противоречит общепринятому «консенсусу».

Ключевые выводы исследования:

• Ранняя жизнь предпочитала маленькие аминокислоты, в то время как более крупные и сложные молекулы были добавлены позже.
• Аминокислоты, связывающиеся с металлами (например, содержащие серу), присоединились к коду гораздо раньше, чем считалось.
• Сегодняшний генетический код, вероятно, пришёл после других кодов, которые с тех пор исчезли.

Проблема старых подходов

Авторы утверждают, что текущее понимание эволюции кода ошибочно, поскольку опирается на вводящие в заблуждение лабораторные эксперименты, а не на эволюционные свидетельства. Например, классический эксперимент Юри–Миллера (1952 г.) не дал аминокислот, содержащих серу, что привело к ошибочному выводу о их позднем включении, хотя сера была обильна на ранней Земле.

Новая методология

Вместо анализа полных белковых последовательностей исследователи сосредоточились на белковых доменах — более коротких, консервативных участках. Сравнивая обогащение каждой аминокислоты в последовательностях, восходящих к последнему универсальному общему предку (LUCA), они определили время их включения в код.

Неожиданное открытие о «кольцах»

Анализ более 100 семейств последовательностей, возникших ещё до LUCA, показал, что они содержат много аминокислот с ароматическими кольцами (например, триптофан, тирозин), хотя эти аминокислоты считались поздними добавками.

«Это даёт намёки о других генетических кодах, которые существовали до нашего и исчезли в пучине геологического времени, — говорит профессор Джоанна Масил. — Похоже, ранней жизни нравились кольца».

Значение для астробиологии

Как отмечает соавтор Данте Лауретта, серо-богатая природа ранней жизни важна для поиска жизни на других небесных телах, таких как Марс, Энцелад или Европа, где распространены соединения серы. Это может помочь в определении биосигнатур и потенциально обитаемых сред.