Többmilliárd éves genomikai maradványok kerültek elő

Az MIT (Massachusettsi Műszaki Egyetem) bioinformatikusai tanulmányukat a Nature tudományos magazinban ismertették részletesen.

Az igen korai életformák kövületei nem maradtak fenn, mert a kambrium előtti időszakban (580 millió évnél régebben) nem éltek szilárd vázzal rendelkező állatok. Az MIT kutatói azonban arra alapoztak munkájukban, hogy valamennyi élő szervezet örökli genomjának jelentős részét, miközben a gének evolúciója is zajlik. Jelenkori genomokból kiindulva rekonstruálták ezért őskori baktériumok evolúcióját.

Információikat az egyre bővülő genomkönyvtárakból vették, melyeket aztán saját matematikai modelljükkel dolgoztak fel. Ez a modell figyelembe vette a gének evolúciójának módjait: új géncsaládok születhetnek és öröklődhetnek, gének cserélődhetnek vagy léphetnek át az organizmusok között, a gének megduplázódhatnak a genomon belül, végül pedig géneket el is veszíthetnek az élőlények.

Száz mai genom több ezer génjét követték nyomon a kutatók egészen a Földön való első felbukkanásukig, hogy létrehozzanak ezáltal egy olyan genomikai kövületet, amely nemcsak azt árulja el, mikor keletkezett a gén, de azt is, hogy mely ősi mikrobák birtokolták azokat a géneket. A tanulmányban arra jutottak, hogy valamennyi életforma kollektív genomja hatalmas bővülésen ment keresztül 3,3-2,8 milliárd évvel ezelőtt, amikor a jelenleg létező géncsaládok 27 százaléka létrejött. Eric Alm és Lawrence David kutatók őskori bővülésnek (Archean Expansion) nevezték el ezt a periódust.

Az azonosított gének közül igen sok kötődik az oxigénhez. A Föld légkörében 2,5 milliárd évvel ezelőttig nem volt oxigén, megjelenésekor vélhetően igen nagy számban pusztultak ki az anaerob életformák. Alm és David azonban úgy véli, nem ehhez az eseményhez kötődik az oxigénhasznosító gének születése, hanem inkább az elektrontranszport jelenségének felbukkanásához a biokémiai folyamatokban. Az elektrontranszport evolúciója tehetett lehetővé több alapvető lépést is az élet történetében, így például a fotoszintézist vagy a légzést is.

Mint Alm hangsúlyozta, megállapításaikban az igazán figyelemre méltó, hogy azt bizonyítják, a nagyon ősi események története feljegyződött az élő szervezetek közös DNS-ében, melyet mai tudásunkkal már dekódolhatunk.