如果你想探索数十亿年前生命的起源，你该怎么做?你需要保存历史上不同时间点的信息，进化留下的时间胶囊。令人惊讶的是，进化在每个生物的化学组成中留下了这样的时间胶囊。

活细胞的生物机制主要由蛋白质组成。就像锁只接受特定的钥匙一样，机器的三维结构决定了机器的功能。由于蛋白质分子结构决定功能，结构偏离可导致死亡，因此结构也更容易保守。因此，如果我们了解了蛋白质结构的进化史，我们就可以重建一些生命本身的进化史。这就是这项研究的灵感来源。官方manbetx手机版

图1所示。(结构变化随时间累积的速率的对数)。0是现在。

我们的研官方manbetx手机版究首先建立在先前实验室工作的基础上，首先假设所有的结构都有一个共同的祖先，然后假设一个结构存在于许多不同种类的生物体中，那么它可能比只存在于少数生物体中的结构更古老。这些进化树类似于家谱，它们显示了当今的结构中哪种关系更密切。

我们的研究描绘了一个关于结构进化树的动态故事，通过将蛋白质结构的进化建模为一系列小突变，这些突变在一个主题上产生变化，并最终导致向新结构的过渡。假设只有在树上实际发生的转换(我们认为接近现实)才允许在模型中发生，我们计算了两个全局变量随时间的变化:结构变化累积的速率(λ)，以及向新结构过渡的速率(a)。图1和图2总结了我们的结果。

大约15亿年前，这两种速率都发生了显著的行为变化。结构变化积累的速度急剧增加，而向新结构过渡的速度开始了一个永久的急剧下降的过程。地球上所有的生物都可以归入三个超级王国:真核生物、细菌和古细菌。图表中的峰值大致对应于超级王国规格的结束和每个超级王国内部有机多样化的开始。

一旦蛋白质中不同结构的组合开始在进化中实现，结构变异的速率就会明显增加(图1)。这使得通过组合而不是通过新的结构发现来更快地获得新的进化生态位。因此在图2中出现了下降。与这个时间过程类似的是一个发展中的知识领域。这个领域的第一批研究官方manbetx手机版人员不能不有许多新的发现。然而，下一波研究人员未能做出同样多官方manbetx手机版的基础发现，部分原因是缺乏结果，但也因为很容易将许多基本结果组合成创新的组合。

图2所示。向新结构转变的速率的对数。0是现在。

我们的研官方manbetx手机版究为生命起源和进化的发展故事提供了另一个层面。它提供了一种强大的新技术，可以更深入地窥探过去。同样，语言也是一个类比。书面文字之于蛋白质序列，犹如口头语言之于蛋白质结构，犹如意义之于功能。这个类比准确吗?是否有类似的进化结论?我们的结果仅仅是描述模块出现的更深层次真理中的一个实例吗?只有未来的研究才能决定。官方manbetx手机版

家伙塔尔
作物科学系，进化生物信息学实验室，
伊利诺伊大学，厄巴纳，伊利诺伊州，美国

出版

蛋白质结构进化的动态模型。
刘建军，刘建军，刘建军，等
J Mol evolution . 2016 5月

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