40亿年的古老蛋白重新“复活” 有望帮助细菌抵御病毒侵袭

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日前，在一项概念验证实验中，来自西班牙格拉纳达大学的研究人员通过研究发现，将一种有40亿年历史的古老蛋白进行工程化改造并且注入到现代的大肠杆菌中或许就能够保护细菌免于感染细菌的病毒拦截及杀灭，如果大肠杆菌突然间丢失了类似物的话，噬菌体就知道如何去有效拦截细菌。

图片摘自：Jose Sanchez-Ruiz

这种古老蛋白是一种硫氧还蛋白的原始形态，其类似于现在在大肠杆菌中维持功能的一种类似物，但却存在一定的差异，因此噬菌体就无法利用该蛋白来发挥侵袭细菌的能力了，相关研究刊登于国际杂志Cell Reports上。

研究者Jose Sanchez-Ruiz表示，这是一场典型的军备竞赛，硫氧还蛋白能够随着进化不断发生改变来避免被病毒所拦截。他们的实验室擅长于重新构建编码蛋白的古老基因序列，由于蛋白质无法保存数亿万年，因此研究人员就希望根据不同类群的遗传数据来对古来蛋白进行最佳估计。硫氧还蛋白同时也能够作为噬菌体所需要的一种蛋白来帮其生存和繁殖，如果没有能够拦截到的硫氧还蛋白，病毒就会走向一条死胡同；通过进行一系列实验，研究人员对来自15亿年至40亿年前的原始硫氧还蛋白的七种重新构建方式进行了检测，来观察是否这些原始蛋白质能够在大肠杆菌中发挥功能。

研究者表示，现代生物往往拥有着一种复杂且完全不同的细胞环境，而古老的硫氧还蛋白也有着不同的分子伴侣，而且现代的噬菌体无法有效识别这种蛋白并且同其进行结合。然而重新恢复古老蛋白质的活性或许并不仅仅是为了满足科学家们的好奇心，病毒学家们希望能够对感染人类的一种病毒进行研究，但能够杀灭大部分人的病毒或许并不一定是人类的病原体，其或者是能够杀死农作物、引发大规模饥荒的病毒。研究人员推测，未来或许能够对古老蛋白进行编辑使其进入植物中来帮助抵御引发作物死亡的病毒。

蛋白质“复活”实验或许也能够在蛋白质水平上阐明其进化的机制，研究者所能做的就是让病毒不断进化来适应古老蛋白质（祖先蛋白），同时反方向进行相关实验，一旦病毒能够适应古老蛋白时，研究者就能够检测这些病毒如何同现代蛋白产生反应。下一步研究者将会进行相关实验来关注蛋白质进化的原理，但他们指出，理解并且使得古老蛋白复苏或许是未来生物技术研究的关键资源，相比引入新元素而言，生物工程学家或许会重新利用来自病毒和细胞的部分元件进行研究，最后研究者Sanchez-Ruiz说道，有些人认为进化仅仅就是一种理论或者仅仅只是一些哲学解释而已，但实际上进行进化学研究具有更加实际的应用。

来源：生物谷