生(shēng)命通(tōng)過新陳代謝(xiè)過程将食物(wù)轉化(λ 'huà)為(wèi)能(néng)量，為(π±¶wèi)運動和(hé)生(shēng)長(cháng)提供動力。科(k≥$αē)學界最持久的(de)奧秘之一(yī)就(jiù)是(shì)：™新陳代謝(xiè)是(shì)如(rú)何開(kāi)始的™✔↔(de)？據物(wù)理(lǐ)學家(jiā)組織網1日(rì¥)報(bào)道(dào)，為(wèi)了(le)回答(dá)這'≠↕(zhè)個(gè)問(wèn)題，英國(guó)科(kē♠±↕)學家(jiā)對(duì)一(yī)種原始鐵(tiě)氧還(hγ✔✔ái)原蛋白(bái)進行(xíng)了(le)逆向工(gōng)程，并©φ♠✔将其插入一(yī)個(gè)活細菌體(tǐ)內♥&¥(nèi)，結果這(zhè)種蛋白(bái)成功促成了(le)細胞的(®↔δβde)新陳代謝(xiè)、生(shēng)長(Ω'cháng)和(hé)繁殖。
鐵(tiě)氧還(hái)原蛋白(bái)通(tōng)過讓電(dià↔εn)在細胞內(nèi)移動來(lái)支持細菌、↓¥•植物(wù)和(hé)動物(wù)的(de)新陳代謝(xiè)。在今天的(&φde)生(shēng)物(wù)體(tǐ)內(nèi)，這(zhè)些≤€(xiē)蛋白(bái)擁有(yǒu)不(bù)同的(de)複雜(zá÷≈↔)形式，但(dàn)研究人(rén)員(yu§$<Ωán)推測，它們都(dōu)來(lái)自∑&(zì)于一(yī)種更簡單的(de)、存在于所有(yǒu)生(shē<"¶ng)命祖先體(tǐ)內(nèi)的(de)蛋∑♣→白(bái)。
為(wèi)此，研究人(rén)員(yuán)比較了(le)★≥ 生(shēng)物(wù)體(tǐ)內(nèi)存在的(de)各種鐵(t±→λiě)氧還(hái)原蛋白(bái)分(fλ→★∑ēn)子(zǐ)，并用(yòng)計(jì)算(suàn)機(jī)模>€型設計(jì)出了(le)其祖先形态，最終創造出$δ了(le)這(zhè)種蛋白(bái)的(de§©Ω)一(yī)個(gè)基本版本——φ↕££一(yī)種能(néng)夠在細胞內(nè€Ωi)導電(diàn)的(de)簡單的(de)鐵(ti∏•ě)氧還(hái)原蛋白(bái)。研究表明(míng)，這(zhè•£∑δ)種蛋白(bái)經過多(duō)代演化€π(huà)，可(kě)以産生(shēng)今∑♣天存在的(de)許多(duō)類型的(de)鐵Ω↔$(tiě)氧還(hái)原蛋白(bái)。
為(wèi)了(le)證明(míng)這(z ± hè)一(yī)古代蛋白(bái)可(kě)以支持生(shēng)命的(d×±γe)繁衍生(shēng)息，研究人(rén)員<∑σ(yuán)将其插入活細胞體(tǐ)內(nèi)。他(tā)們去(qù)除了(∏¥φ$le)大(dà)腸杆菌用(yòng)來(lái)創造鐵(tiě∑©)氧還(hái)原蛋白(bái)的(de)基因，加入這(zhè)種蛋白(♣♣bái)。結果表明(míng)，盡管比正φ<"常情況慢(màn)，但(dàn)經過基因工(gōng)程修飾的(de)大♦♠€✘(dà)腸杆菌菌落能(néng)夠存活并生(shēng)長(c✘"♣→háng)。
研究第一(yī)作(zuò)者、海(hǎi)洋與海(h₹✔ǎi)岸科(kē)學系博士後研究員(yuáβπ£ n)安德魯·穆特說(shuō)：共享軟件(jiàn)“理(lǐ)解作(zuò)為(wèi)地(d≠≠±©ì)球所有(yǒu)生(shēng)命祖先的(de)♥δ¶古老(lǎo)細胞的(de)內(nèi)部運作(zuò)原理(lǐ)，有(yǒ÷u)助于我們理(lǐ)解生(shēng)命是(sh↔♥←ì)如(rú)何産生(shēng)的(de)，以及生(shβ↑ēng)命在其他(tā)世界可(kě)能(néng)出現(xi∞✔àn)的(de)途徑。現(xiàn)在，我們距離(÷×lí)這(zhè)一(yī)點更近(jìn)了(le)✘§'。”
研究報(bào)告共同作(zuò)者、羅格斯·→♥∑↑;伍德約翰遜醫(yī)學院教授維卡斯&middφσ≈ot;南(nán)達表示，這(zhè)一(yī)發現(x↕ iàn)對(duì)合成生(shēng)•<Ω★物(wù)學和(hé)生(shēng)物(wù)電÷€α(diàn)子(zǐ)學領域意義重大(dà)。合成↑×₹$生(shēng)物(wù)學利用(yòng)微( &♦wēi)生(shēng)物(wù)的(de)代謝(xiè)©÷ 來(lái)生(shēng)産工(gōng)業(yè)化(huà)學Ω"ε品，而生(shēng)物(wù)電(diàn)子ββ™(zǐ)學則設法運用(yòng)細胞的(de)天¶₽然電(diàn)路(lù)來(lái)存儲能(✔¥×néng)量并執行(xíng)其他(tā)功能(néng)。
南(nán)達說(shuō)：“我們創造了 φ(le)一(yī)種支持生(shēng)命繁衍的(de)精<₹簡版本，未來(lái)的(de)實驗可(kě)以建立在這(₹α♦σzhè)個(gè)簡單的(de)版本上(s↑≤≈hàng)，共享控制(zhì)系統或許也(yě)可(kě)以用(yòng)于工(gōng)業(yè)♥<領域。”