Kaksi miljardia vuotta vanhan entsyymin rekonstruoiminen voi tuntua turhalta työltä. Elämä maapallolla on nyt aivan toisenlaista eikä eliöillä ole tarvetta muinaisille yhdisteille, jotka ohjaavat biokemiallisia reaktioita.
Saksalaisen Leipzigin yliopiston molekyylibiologit olivat toista mieltä.
Heidän tavoitteena on päästä jyvälle nykyisten entsyymien toiminnasta tutkimalla niiden muinaisia edeltäjiä. Tuloksista voi olla apua esimerkiksi lääketieteellisessä tutkimuksessa.
Saksalaistutkijat ennallistivat miljardien vuosien takaisen rna-polymeraasin kartoittamalla bakteerien entsyymien kehitystä.
Entsyymitutkimus ilmestyi Molecular Biology and Evolution -tiedejulkaisussa.
Rna-polymeraasi on entsyymi, joka vaikuttaa muun muassa rna-makromolekyylin muodostumiseen. Rna:ta on lähes kaikissa elävissä soluissa.
Rna eli ribonukleiinihappo on keskeinen osa solujen elintoimintoja. Se muun muassa siirtää dna:n geneettistä tietoa proteiineja tuottaville soluille.
Entsyymit oppivat pitämään taukoja
Ennallistettu muinaisentsyymi teki mahdollisesti verrata nykyentsyymien ominaisuuksia niiden edeltäjiin.
Vertailu tuotti vastauksen muun muassa yhteen kysymykseen, joka on jo pitkään askarruttanut tutkijoita: miksi nykyiset rna-polymeraasit lakkaavat toimimasta säännöllisin väliajoin.
Toisin kuin muinaiset esimuotonsa nykyentsyymi eivät tuota rna:ta tauotta, vaan pitävät tuon tuostakin paussin.
Leppoisampi työtahti näyttää olevan hyödyllinen ratkaisu. Tutkijat nimittäin huomasivat, että nykyiset entsyymit tekevät rna:ta valmistaessaan vähemmän virheitä ja ovat siten tuottavampia kuin muinaiset edeltäjänsä, jotka paiskoivat töitä tauotta. Taukojen pitäminen oli siis kilpailuetu evoluutiossa.
”Havainto oli iso yllätys. Olemme tehneet töitä tämän kysymyksen parissa 20 vuotta. Nyt meillä on vihdoin vastaus”, sanoo Leipzigin yliopiston biokemian professori Mario Mörl.