เอนไซม์ ‘สำส่อน’ สามารถชดเชยยีนที่พิการได้

วอชิงตัน — เมื่อแบคทีเรียสูญเสียยีนที่จำเป็นในการสร้างเอนไซม์สำหรับปฏิกิริยาเคมีที่สำคัญ ความพ่ายแพ้ย่อมหลีกเลี่ยงไม่ได้ บางครั้งเอนไซม์อื่น ๆ จะมีบทบาทใหม่ในการปะติดปะต่อห่วงโซ่ปฏิกิริยาที่ทำงานได้ดีนักชีววิทยา Shelley Copley รายงานเมื่อวันที่ 4 สิงหาคมที่งาน American Society for Microbiology Conference on Experimental Microbial Evolution ครั้งที่ 2

แบคทีเรียที่สามารถปรับตัวได้ด้วยวิธีนี้จะมีแนวโน้ม

ที่จะอยู่รอดเมื่อสภาพความเป็นอยู่เปลี่ยนแปลงไป โดยส่งต่อกลอุบายใหม่ๆ เหล่านี้ไปยังลูกหลานของพวกมัน ดังนั้นการศึกษายิมนาสติกชีวเคมีเหล่านี้จึงช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจว่าวิวัฒนาการทำงานอย่างไรในระดับโมเลกุล

การทำงานกับแบคทีเรีย Escherichia coli หลายสายพันธุ์ Copley และเพื่อนร่วมงานได้ลบยีนที่รับผิดชอบในการสร้างเอนไซม์ที่สำคัญ จากนั้นทีมงานได้เฝ้าดูจุลินทรีย์ที่ทำซ้ำมาหลายชั่วอายุคนเพื่อดูว่าพวกเขาทำงานอย่างไรเมื่อไม่มีข้อจำกัดเหล่านั้น

เอ็นไซม์ส่วนใหญ่มีความเชี่ยวชาญสูง: พวกมันทำงานได้ดีในการเร่งปฏิกิริยาประเภทหนึ่งเท่านั้น โดยที่กุญแจจะพอดีกับตัวล็อคเพียงอันเดียว แต่เอ็นไซม์บางตัวก็เหมือนกับมาสเตอร์คีย์มากกว่า — พวกมันสามารถกระตุ้นปฏิกิริยาหลายอย่าง แม้ว่าพวกมันมักจะเชี่ยวชาญในอันเดียว เอนไซม์ที่เรียกว่า “สำส่อน” เหล่านี้สามารถเปลี่ยนจากความสามารถพิเศษของพวกมันได้ หากสภาวะเปลี่ยนแปลง

ทีมของคอปลีย์พบว่าเอ็นไซม์ใหม่จะย่อยเข้าไปแทนที่เอ็นไซม์ที่หายไป ตัวอย่างเช่นE. coliไม่มีเอนไซม์ที่จำเป็นในการทำให้วิตามินบี 6 สังเคราะห์วิตามินโดยใช้เอนไซม์ชุดอื่น แต่น่าประหลาดใจที่เอ็นไซม์ที่สำส่อนไม่ได้จบลงด้วยการกระตุ้นปฏิกิริยาเดียวกันกับเอนไซม์ที่ถูกแทนที่โดยตรง ในทางกลับกัน เอ็นไซม์ทดแทนจะรวมตัวกันเป็นชุดของปฏิกิริยาการทำงานรอบ ๆ ที่แตกต่างกัน (มักจะนานกว่า) ซึ่งในที่สุดก็บรรลุหน้าที่เดียวกัน

“เรากำลังเปลี่ยนเส้นทางการเผาผลาญอาหาร” Copley จากมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์กล่าว

นักชีววิทยา Gavin Sherlock จาก Stanford University ผู้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยกล่าวว่าการดัดแปลงยีนของแบคทีเรียและบังคับให้จุลินทรีย์อยู่รอดด้วยชุดเครื่องมือทางเคมีที่จำกัดมากขึ้น ผลงานของ Copley ให้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิวัฒนาการทางชีวเคมีที่เป็นรากฐาน

Betul Kacar นักชีววิทยาสังเคราะห์ที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดกล่าวว่าความสำส่อนอาจเป็นหน้าต่างสู่อดีต โดยให้คำแนะนำเกี่ยวกับบทบาทก่อนหน้าของเอนไซม์ในประวัติศาสตร์วิวัฒนาการ บทบาทที่เอนไซม์กระโดดเข้ามาเล่นในทันทีอาจเป็นงานหลักของมัน “การพยายามทำความเข้าใจว่าวิถีใหม่เกิดขึ้นได้อย่างไร กลไกพื้นฐานแบบใดที่หล่อหลอมวิถีเหล่านั้น เป็นสิ่งสำคัญมาก” เธอกล่าว

แบคทีเรียสามารถรวมเส้นทางทางเลือกต่างๆ เข้าด้วยกันเพื่อตอบสนองต่อเอ็นไซม์ที่หายไป ขึ้นอยู่กับสภาวะแวดล้อมที่เฉพาะเจาะจง Copley กล่าว สิ่งที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดนั้นมีประสิทธิภาพมากกว่า — มีขั้นตอนน้อยลง หรือให้ผลผลิตปฏิกิริยาที่ต้องการมากขึ้น

credit : mejprombank-nl.com mracomunidad.com myonlineincomejourney.com mysweetdreaminghome.com nextdayshippingpharmacy.com nextgenchallengers.com ninetwelvetwentyfive.com pimentacomdende.com platosusedbooks.com politiquebooks.com