40億年的古老蛋白重新“復活”有望幫助細菌抵御病毒侵襲

　　日前，在一項概念驗證實驗中，來自西班牙格拉納達大學的研究人員通過研究發現，將一種有40億年歷史的古老蛋白進行工程化改造并且注入到現代的大腸桿菌中或許就能夠保護細菌免于感染細菌的病毒攔截及殺滅，如果大腸桿菌突然間丟失了類似物的話，噬菌體就知道如何去有效攔截細菌。

　　這種古老蛋白是一種硫氧還蛋白的原始形態，其類似于現在在大腸桿菌中維持功能的一種類似物，但卻存在一定的差異，因此噬菌體就無法利用該蛋白來發揮侵襲細菌的能力了，相關研究刊登于國際雜志Cell Reports上。

　　研究者Jose Sanchez-Ruiz表示，這是一場典型的軍備競賽，硫氧還蛋白能夠隨著進化不斷發生改變來避免被病毒所攔截。他們的實驗室擅長于重新構建編碼蛋白的古老基因序列，由于蛋白質無法保存數億萬年，因此研究人員就希望根據不同類群的遺傳數據來對古來蛋白進行最佳估計。硫氧還蛋白同時也能夠作為噬菌體所需要的一種蛋白來幫其生存和繁殖，如果沒有能夠攔截到的硫氧還蛋白，病毒就會走向一條死胡同；通過進行一系列實驗，研究人員對來自15億年至40億年前的原始硫氧還蛋白的七種重新構建方式進行了檢測，來觀察是否這些原始蛋白質能夠在大腸桿菌中發揮功能。

　　研究者表示，現代生物往往擁有著一種復雜且完全不同的細胞環境，而古老的硫氧還蛋白也有著不同的分子伴侶，而且現代的噬菌體無法有效識別這種蛋白并且同其進行結合。然而重新恢復古老蛋白質的活性或許并不僅僅是為了滿足科學家們的好奇心，病毒學家們希望能夠對感染人類的一種病毒進行研究，但能夠殺滅大部分人的病毒或許并不一定是人類的病原體，其或者是能夠殺死農作物、引發大規模饑荒的病毒。研究人員推測，未來或許能夠對古老蛋白進行編輯使其進入植物中來幫助抵御引發作物死亡的病毒。

　　蛋白質“復活”實驗或許也能夠在蛋白質水平上闡明其進化的機制，研究者所能做的就是讓病毒不斷進化來適應古老蛋白質（祖先蛋白），同時反方向進行相關實驗，一旦病毒能夠適應古老蛋白時，研究者就能夠檢測這些病毒如何同現代蛋白產生反應。下一步研究者將會進行相關實驗來關注蛋白質進化的原理，但他們指出，理解并且使得古老蛋白復蘇或許是未來生物技術研究的關鍵資源，相比引入新元素而言，生物工程學家或許會重新利用來自病毒和細胞的部分元件進行研究，最后研究者Sanchez-Ruiz說道，有些人認為進化僅僅就是一種理論或者僅僅只是一些哲學解釋而已，但實際上進行進化學研究具有更加實際的應用。