研究：酶的比例定律或有助于預測“我們不知道的”奇怪外星生命

在發表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上的一項新研究中，該團隊確定了生命化學的普遍模式，這些模式似乎并不依賴于特定的分子。

來自亞利桑那州州立大學同時也是這項研究的論文合著者的Sara Imari Walker表示：“我們希望有新的工具來識別甚至預測我們不知道的生命特征。為此，我們的目標是確定應該適用于任何生物化學系統的普遍規律。這包括為生命的起源開發定量理論及使用理論和統計學來指導我們在其他星球上尋找生命。”

在地球上，生命是從數百種化合物和反應的相互作用中產生的。其中一些化合物和反應在地球的生物體中普遍存在。通過利用綜合微生物基因組和微生物組數據庫，研究小組研究了在細菌、古細菌和真核生物中發現的酶--生物化學的功能驅動因素，以此來揭示一種新的生物化學普遍性。

酶可以被歸入一個廣泛的功能類別分類法--根據它們所做的事情指定的組別，從利用水分子打破化學鍵（水解酶）到重新排列分子結構（異構酶）到將大分子連接在一起（連接酶）。研究小組比較了這些功能類別中的每一種酶的豐度跟生物體內酶的總體豐度的關系如何變化。他們發現了不同酶類中的酶的數量跟生物體基因組的大小之間的各種比例規律--幾乎是算法關系。他們還發現，這些規律并不取決于這些類別中的特定酶。

這項研究的另一位論文合著者Chris Kempes表示：“在這里我們發現，你得到這些比例關系而不需要保存確切的成員。你需要一定數量的轉移酶，但不需要特定的轉移酶。有很多‘同義詞’，而這些同義詞是以系統的方式擴展的。”

在地球上，生物體使用DNA并通過RNA創造蛋白質。但DNA、RNA和蛋白質的大分子能否幫助我們識別整個宇宙的生命、了解地球上生命的起源或開發合成生物學呢？“作為一個團隊，我們認為這不太可能，”Kempes說道。然而，這些大分子的功能以及在有機的、基于地球的生命中觀察到的代謝比例關系只是可能是。“即使其他地方的生命使用真正不同的分子，這些功能類別和比例規律可能在整個宇宙中是保守的，”Kempes指出。