นักวิทยาศาสตร์เรียกการกลายพันธุ์ที่วางรากฐานสำหรับการกลายพันธุ์ที่ “อนุญาต” ของการเปลี่ยนแปลงในอนาคต หน้าที่ของโปรตีนบางอย่างเกิดขึ้นหลังจากการกลายพันธุ์ที่ยอมให้ปรับเปลี่ยนโมเลกุลที่กำลังพัฒนาในลักษณะที่ไม่น่าจะเป็นไปได้อย่างมากThornton ใช้การสร้างโปรตีนจากบรรพบุรุษเพื่อศึกษาว่าฮอร์โมนสเตียรอยด์ซึ่งควบคุมการตอบสนองต่อความเครียด การเจริญเติบโต และพัฒนาการทางเพศในสัตว์มีกระดูกสันหลังได้พัฒนาความร่วมมือกับตัวรับของพวกมันอย่างไร ตัวรับคือโปรตีนที่จับกับพันธมิตร
ที่เฉพาะเจาะจงเพื่อกระตุ้นการตอบสนองในเซลล์
โดยการเปรียบเทียบตัวรับสเตียรอยด์ในสปีชีส์ต่างๆ Thornton สามารถแมปความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการระหว่างโมเลกุลและอนุมานลำดับกรดอะมิโนที่น่าจะเป็นไปได้ของบรรพบุรุษร่วมกัน จากนั้นเขาก็แนะนำโมเลกุลดีเอ็นเอที่เข้ารหัสโปรตีนที่สูญพันธุ์ไปนานแล้วเข้าไปในเซลล์ที่ปลูกในห้องปฏิบัติการ เซลล์เหล่านั้นใช้คำสั่งทางพันธุกรรมเพื่อผลิตชิ้นส่วนเล็ก ๆ ของอดีตอันลึกล้ำ
การศึกษาของ Thornton จำนวนมากเริ่มต้นด้วยโปรตีนตัวรับอายุ 450 ล้านปีที่เขาและเพื่อนร่วมงานสร้างขึ้นใหม่ในปี 2549 โปรตีนดังกล่าวก่อให้เกิดโมเลกุลของตัวรับที่ทันสมัยซึ่งถูกกระตุ้นโดยฮอร์โมนต่างๆ ตัวรับหนึ่งตัวคือตัวรับ glucocorticoid ตอบสนองต่อฮอร์โมนความเครียดคอร์ติซอล ตัวรับ mineralocorticoid ควบคุมระดับเกลือและอิเล็กโทรไลต์อื่น ๆ เพื่อตอบสนองต่อฮอร์โมนอัลโดสเตอโรน ทีมของ Thornton พบว่าบรรพบุรุษที่สร้างขึ้นใหม่สามารถกระตุ้นทั้ง cortisol และ mineralocorticoids
ตัวรับที่ตอบสนองต่อคอร์ติซอลเพียงอย่างเดียวปรากฏขึ้น 40 ล้านปี
หลังจากตัวรับสารสำส่อน Thornton แสดงให้เห็น ทีมงานของเขาพบชุดของการเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโนที่เปลี่ยนตัวรับของบรรพบุรุษทั่วไปให้กลายเป็นคอร์ติซอลที่จำเพาะเจาะจง แต่การกลายพันธุ์ที่เปลี่ยนการตั้งค่าของตัวรับแบบโบราณไม่สามารถสร้างตัวรับหน้าที่ได้ด้วยตัวเอง
Thornton กล่าวว่า “การกลายพันธุ์ของการเปลี่ยนฟังก์ชันไม่สามารถยอมรับได้ พวกมันทำให้ส่วนต่าง ๆ ของตัวรับไม่เสถียร เช่นเดียวกับนิวคลีโอโปรตีนที่พัฒนาขึ้นของไวรัสไข้หวัดใหญ่ โครงสร้างของตัวรับของบรรพบุรุษต้องถูกกดทับก่อนที่จะสามารถต้านทานการกลายพันธุ์ที่จะทำให้ตัวรับเลือกได้
Thornton, Prehoda และเพื่อนร่วมงานมุ่งเน้นไปที่ส่วนของโปรตีนที่เรียกว่า GK PID (สำหรับโดเมนปฏิสัมพันธ์ของโปรตีน GK) ซึ่งปรับทิศทางเซลล์โดยทำหน้าที่เป็นโครงในระหว่างการแบ่งตัว บรรพบุรุษอายุพันล้านปีของ GK PID ไม่ได้ทำอะไรแบบนั้น เป็นเอนไซม์รุ่นก่อนของ guanylate kinase ซึ่งกระตุ้นปฏิกิริยาทางเคมีที่เซลล์ใช้เพื่อสร้างโครงสร้างบางอย่างของ DNA น่าประหลาดใจ Thornton กล่าวว่าการกลายพันธุ์เพียงครั้งเดียวก็เพียงพอที่จะเปลี่ยนโปรตีนของบรรพบุรุษจากเอนไซม์ไปเป็นโครงที่ใช้งานได้
ผลลัพธ์ที่น่าประหลาดใจนั้นเป็นตัวอย่างที่ว่าทำไมการพัฒนาทฤษฎีทั่วไปเกี่ยวกับหลักการทางกายภาพที่ส่งผลต่อวิวัฒนาการจึงจำเป็นต้องเข้าใจประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของคอลเล็กชั่นโปรตีนในวงกว้าง
“ทุกครั้งที่ผู้คนแยก [โปรตีน] ออกจากกัน พวกเขาเห็นคุณสมบัติใหม่” Harms กล่าว โชคดีที่เขากล่าวว่า ต้องขอบคุณคอมพิวเตอร์ที่เร็วขึ้น ซอฟต์แวร์ที่ดีขึ้น และจำนวนจีโนมสำหรับการอ้างอิงที่เพิ่มขึ้น การวิจัยเกี่ยวกับการสร้างโปรตีนจากบรรพบุรุษจึงเพิ่มขึ้น
credit : naturalbornloser.net niceneasyphoto.com olivierdescosse.net olkultur.com patrickgodschalk.com pennsylvaniachatroom.net performancebasedfinancing.org photosbykoolkat.com pillssearch.net plusenplus.net
