Изследователи от Университета в Орегон установили, че еволюцията не може се върне назад, тъй като пътищата към гените, които са притежавали нашите предшественици, са блокирани завинаги, съобщи „Сайънс дейли“.
Откритията, които са резултат от първото подробно изследване на обратимостта на еволюцията на молекулярно ниво, са публикувани в сп. „Нейчър“. Учените използвали компютърна реконструкция на древни генетични секвенции, синтез на ДНК, протеиново инженерство и рентгенова кристалография, за да възродят гени на нашите най-ранни гръбначни предшественици, живели преди повече от 400 милиона години. Изследователите открили, че за кратък период от време вследствие на пет случайни мутации са възникнали леки модификации в структурата на протеина, които обаче я направили несъвместима с основната форма на рецептора.
„Откритието за необратимостта на еволюцията внушава, че днешните форми на живот на Земята може би не са нито идеални, нито неизбежни“, посочва проф. Джо Торнтън от Центъра за екология и еволюционна биология към Университета в Орегон. „Биолозите отдавна се питат дали ходът на еволюцията може да бъде върнат назад, но този въпрос оставаше неразрешен, тъй като е трудно да установим точните черти на нашите предшественици или механизмите, чрез които те са еволюирали в техните съвременни форми. Ние разрешихме този проблем, като изследвахме въпроса на молекулярно ниво, където е възможно да бъдат възстановени древните протеини такива, каквито са съществували в древността, и да се използват молекулярни манипулации, за да се анализира еволюционният процес в двете посоки“, посочва още проф. Торнтън.
Учените се фокусирали върху еволюцията на протеин, наречен глюкокортикоиден рецептор (GR), който регулира отговора на организма при стрес, имунната система, метаболизма и поведението. При предишни изследвания екипът на Торнтън е установил, че първият рецептор GR е еволюирал преди повече от 400 милиона години от древен протеин, които е бил чувствителен и към хормона алдостерон освен към хормона кортизол. След това те установили наличието на седем древни мутации, които заедно довели до „специализирането“ на рецептора единствено за хормона кортизол. След като учените открили как рецепторът GR се сдобил със своята съвременна функция, се запитали дали той не би могъл да се върне към изпълнението на предишните си функции. По тази причина те решили да възстановят GR във вида, в който съществувал малко след появата на „специализацията“ за кортизола, и върнали седемте ключови мутации, като манипулирали ДНК секвенцията. В резултат обаче учените не получили стария многофункционален рецептор, а напълно мъртъв нефункционален протеин. Мутациите, възникнали при ранната еволюция на рецептора, са му придали непоносимост към по-старите функции, които е притежавал по-рано. Учените решили да сравнят с голяма точност атомните карти на всеки от протеините и установили пет специфични мутации в новата версия на рецептора, които били несъвместими със старата версия. „Ако решите да разместите мебелите в спалнята си, преместите леглото и след това поставите шкаф на неговото място, няма да можете да върнете леглото на старото му място, преди да махнете шкафа оттам. Ограничителните мутации в рецептора GR предотвратяват връщането на хода на еволюцията по същия начин“, обяснява проф. Торнтън. В такъв случай обаче дори и по-старата функция да се окаже оптималната, естественият ход на еволюцията не би могъл да накара протеина да се върне в старата си форма, посочва професорът.