科學(xué)家們對原核糖體有了新的認識，原核糖體是核糖體中的分子化石，在地球生命的起源中起著關(guān)鍵作用。

在一項新的研究中，來自布拉格查爾斯大學(xué)和化學(xué)與技術(shù)大學(xué)，米蘭大學(xué)和東京科學(xué)研究所(原東京工業(yè)大學(xué))的跨學(xué)科科學(xué)家團隊已經(jīng)證明了肽(類似于當(dāng)前核糖體蛋白的最古老片段)如何有助于原核糖體RNA的凝聚和穩(wěn)定性。

這項發(fā)表在《核酸研究》雜志上的研究可以重塑我們對早期核糖體進化及其對生命發(fā)展的意義的理解。

我們所知道的生命依賴于核酸之間的密切聯(lián)系，儲存信息，蛋白質(zhì)，執(zhí)行無數(shù)的任務(wù)，脂質(zhì)形成周圍的膜。

“這些分子前體之間的相互作用在40多億年前第一個生命出現(xiàn)之前就開始發(fā)生了，”查爾斯大學(xué)的Klára hlouchov<e:1>博士說，他是這項研究的主要研究人員之一。

細胞含有核糖體，核糖體是產(chǎn)生蛋白質(zhì)的分子機器。由于核糖體在所有生命形式中無處不在和高度保存，核糖體有資格作為古老的分子化石，吸引了進化生物學(xué)家作為與我們生物過去的最佳聯(lián)系。

原蛋白體圍繞肽基轉(zhuǎn)移酶中心(PTC)，該中心負責(zé)肽鍵的形成，這是蛋白質(zhì)合成的重要過程。先前的研究表明，RNA單獨可以表現(xiàn)出PTC活性。

然而，在核糖體結(jié)構(gòu)中，幾種核糖體蛋白(rPeptides)的“尾部”位于PTC附近，并且被認為是最古老的肽物種的遺跡，可能在核糖體進化成我們今天所知道的rna -蛋白復(fù)合物之前與原核糖體相互作用。到目前為止，這些rPeptides的作用尚未得到研究。

這項新的研究表明，r肽在驅(qū)動區(qū)隔化和原蛋白體穩(wěn)定性方面具有關(guān)鍵作用。這里研究了原核糖體RNA的兩個不同的進化階段——617和136個核苷酸(“大”和“小”)結(jié)構(gòu)。

小結(jié)構(gòu)(與先前顯示的PTC活性相關(guān))在結(jié)構(gòu)上更靈活，雖然它與rPeptides的相互作用具有較低的特異性，但肽誘導(dǎo)凝聚-一個有助于形成液體狀液滴的過程-在很寬的濃度范圍內(nèi)。這反過來又保護RNA不被降解。

另一方面，大結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上更加明確，正如布拉格化學(xué)與技術(shù)大學(xué)Michal H. Kolá?教授小組進行的原子計算機模擬所顯示的那樣。大結(jié)構(gòu)體中的原核糖體RNA與rPeptides的相互作用具有更高的特異性，并且該復(fù)合物的凝聚性不如小結(jié)構(gòu)體的突出。

兩個原核糖體階段的不同特性表明，在出現(xiàn)對當(dāng)代核糖體結(jié)構(gòu)完整性至關(guān)重要的特異性RNA-蛋白質(zhì)相互作用之前，rPeptides最初提供區(qū)隔化并阻止RNA降解。

研究表明，在第一個生命出現(xiàn)之前，RNA和蛋白質(zhì)之間的相互作用提供了重要的生物物理優(yōu)勢，特別是通過提供區(qū)隔化和防止RNA降解。這些早期的rna -蛋白質(zhì)相互作用被視為更復(fù)雜的rna -蛋白質(zhì)關(guān)系的前兆，這對今天的核糖體結(jié)構(gòu)完整性至關(guān)重要。

Klára hlouchov 博士解釋說:“我們的研究結(jié)果表明，肽在驅(qū)動凝聚和穩(wěn)定原蛋白體方面起著至關(guān)重要的作用。這揭示了在益生元世界中，基本的生命過程是如何被保護和劃分的?！?

“與此同時，濃縮液滴的自發(fā)形成以一種微妙的方式依賴于RNA序列和結(jié)構(gòu)，這意味著它對核糖體顆粒具有相當(dāng)特異性，”該研究的聯(lián)合首席研究員Giuliano Zanchetta教授補充道。