普遍的生物语言？生物学的最佳“分子字母表”可以预定。

时间：2021-08-27 15:52:08 来源：

编码的氨基酸各自具有独特的性质，可帮助生物蛋白质最佳地折叠。氨基酸生物学用途似乎已经进化地进行了优化。

在地球生命科学研究所（ELSI）工作的国际和跨学科团队在东京技术研究所建模建模了生物学最基本的建筑块之一的演变，发现它可能有特殊的属性，帮助自行引入它现代形式。

从细菌到蓝鲸的所有生命，使用几乎通用的20种编码氨基酸（CAAs）来构建蛋白质。这套集合可能是在早期演变期间的“规范化”或标准化;在此之前，随着有机体开发新的合成校样和编码能力，逐渐扩增较小的氨基酸套。由Melissa Ilardo领导的新研究，现在在犹他大学，探讨了如何发生这种演变。

有数百万种可能类型的氨基酸可以在地球或宇宙中的其他地方找到，每个氨基酸具有自身独特的化学性质。实际上，科学家发现这些独特的化学性质是什么给生物蛋白质，这是一项生命萎缩的大部分的大分子，他们自己的独特能力。该团队以前衡量了CAA集合如何比较随机氨基酸套，并且发现只有10亿种随机套中的约1个具有异常分布为CAA的化学性质。

因此，该团队提出了早期，较小的编码集可能就在化学特性方面的问题。现代Caas或其他目前未编码的氨基酸存在许多可能的亚氨基酸。该团队计算了使用1913年结构佩戴的特殊图书馆制作一套3-20个氨基酸的可能方法，其计算并发现有1048种氨基酸的方式。相比之下，地球上只有〜1019粒沙子，在整个宇宙中只有〜1024颗恒星。“只有这么多种可能的氨基酸，以及制作它们的组合的许多方法，计算方法是解决这个问题的唯一综合方法，”埃尔西的团队成员吉姆切割说。“基于适当数学模型的算法的高效实现允许我们处理甚至是天文学巨大的组合空间，”德国ZentrumFürLuft-unfaumahrt的共同作者Markus Maringer。

当这个数字如此大，他们使用统计方法比较现代CAA的组合物理化学性质的适应性值与数十亿种随机组3-20个氨基酸。他们发现的是由于其独特的适应性化学性质，可以选择性地保持CAAs，这有助于它们使最佳蛋白质能够产生可能产生这些蛋白质的蛋白质变得更加合适。

他们发现甚至只有一个或几个现代CAA的假设集特别适应。即使在具有现代CAA集合的独特化学性质的多种替代方案中，也很难找到套装。这些结果表明，每次在进化期间发现和嵌入生物学的工具包中，它都提供了一个很多替代方案的自适应价值，并且每个选择步骤可能已经帮助自动启动，以包括更多CAA，最终导致现代套装。

如果是真实的，研究人员推测，它可能意味着甚至给出了对显影编码氨基酸组的各种起点，生物学可能最终会聚在类似的集合上。由于该模型基于氨基酸本身的不变的物理和化学性质，这可能意味着甚至地球的寿命也可能与现代地球生命非常相似。Co-Author Rudrarup Bose，现在是德累斯顿的Max Planck分子细胞生物学和遗传学研究所，进一步假设“生活可能不仅仅是一系列意外事件。相反，可能有一些有关生命的演变的普遍规律。“

参考：Melissa Ilardo，Rudrarup Bose，Markus Meringer，Bakhtiyor Rasulev，Natalie Grefenstette，James Stephenson，Richard J. Gillams，Richard J. Gillams，Christopher J.Gillams，Christopher J.Gillams，Christopher J.Gillams，Christopher J. Gillams，Christopher J.Barth和H. 2019年8月28日的詹姆斯劈开II，科学报告.DOI：
10.1038 / s41598-019-47574-x

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