LUCA: учёные поражены открытиями о древнейшем предке всего живого

Последний универсальный общий предок всех современных организмов — LUCA (Last Universal Common Ancestor) — существовал около 4,2 миллиарда лет назад. Однако новое исследование, опубликованное в журнале Cell Genomics, раскрывает поразительный факт: часть его генов может иметь ещё более древнее происхождение и восходить к полностью исчезнувшим формам жизни.

Учёные обратились к изучению так называемых универсальных паралогов — древних дублированных генов, которые присутствуют во всех ветвях жизни на Земле. Именно они позволяют заглянуть за пределы LUCA и приблизиться к самым истокам эволюции.

Универсальные паралоги представляют собой пары родственных генов, возникших в результате дублирования ещё до разделения жизни на бактерии, археи и эукариоты. Если LUCA можно представить как ствол древа жизни, то организмы, в которых впервые появились эти дубликаты, являются его корнями. Такие гены открывают уникальную возможность проверить гипотезы о глубочайших этапах биологической истории.

Ископаемые свидетельства той эпохи практически не сохранились, поэтому геномы современных организмов остаются главным источником знаний о далёком прошлом. При этом многие древние гены могли исчезнуть под воздействием мутаций, горизонтального переноса или утраты функций. До наших дней дошла лишь малая часть исходного генетического наследия.

«История этих универсальных паралогов — единственная информация, которая у нас когда-либо будет о самых ранних клеточных линиях», — подчёркивают исследователи.

Особый интерес учёных вызвали гены, связанные с системой трансляции — механизмом синтеза белков по генетическому коду. Эта система, по всей видимости, является одним из древнейших молекулярных механизмов, сохранившихся до наших дней.

Недавние работы продемонстрировали, что предшественники ферментов аминоацил-тРНК-синтетаз существовали ещё до LUCA. Эти ферменты обеспечивают присоединение правильной аминокислоты к соответствующей транспортной РНК — ключевой этап в формировании белков.

«Чтобы описать, насколько важны эти ферменты для жизни, не хватает слов», — отмечают авторы. Их существование до LUCA свидетельствует о том, что ранние формы жизни уже обладали способностью синтезировать белки по генетическому коду, пусть и в более примитивной форме.