美科学家确定一种人类蛋白进化细节

    美国科学家进行的一项研究确定了一种重要人类蛋白——肾上腺皮质激素受体（GR）的远古原子结构，并且揭示出它在4.5亿年历史中的进化细节。这项的研究有助于澄清以来科学家在进化遗传学上的一些争论。相关论文日前在线发表于《科学》杂志上。
 
    论文作者、美国俄勒冈大学的Joseph Thornton表示：“我们从来没有看得如此清楚、如此远。新的研究让我们从原子水平看清了进化塑造分子机器的机制，并推测出了这一历史进化事件的顺序过程。”
 
    在的研究中，Thornton和博士后Jamie Bridgham利用强大的计算和分子技术，重建了GR蛋白的远古祖先。随后，他们与北卡罗莱纳大学的生物化学家Eric Ortlund和Matthew Redinbo一道，利用美国Argonne国家实验室先进光子源的超高能X射线，绘制了远古蛋白当中2000个原子的位置图。在此基础上，研究人员追溯研究了过去4.5亿年里，该蛋白的原子架构是经过怎样改变，从而进化出现今的特殊功能——让细胞能够响应。

    通过分析原子结构，研究人员发现，在几亿年的时间里，远古GR蛋白共发生了7次较大的变异。同时，科学家认为，GR蛋白如果要对产生响应，则在几次主要变异之前，都必须发生一些相对较小甚至可以忽略的“自由变异”。在这种关联的基础上，研究人员zui终推测出了GR蛋白所有基因变异的顺序。

    研究结果表明，GR蛋白所发生的zui根本的变异是使蛋白的某一区域整体发生了重新装配，从而使一部分原子接近。而这一区域发生的另一个重要变异创建了原子与新的紧密相互作用。值得注意的是，在这两个过程之前，GR蛋白发生了许多“自由变异”，这从结构上支撑了GR蛋白的特定部分，使其能够承受zui终的改变。   

    Thornton表示，这些自由变异*是碰巧发生的事情，但如果不是它们首先发生，之后的较大变异就不会是一条通向GR蛋白新功能的进化之路。要是几亿年的过程重新来过，现在出现的很可能就是*不同的基因序列和蛋白功能机制。   

    NSF项目主任Dianna Padilla评价说：“该研究成果是许多科学家的梦想，它解答了一个十分重要的问题，即适应性是通过较大的还是较小的变异发生的。新的研究结果说明，小的变异才能使较大的适应性发生并且得到改善。”