動物的大小可追溯到100-350萬年前從復活的蛋白質(zhì)推斷出來

Titin是構(gòu)成所有脊椎動物肌肉的蛋白質(zhì)之一;它是一種彈性蛋白質(zhì)，通過重折疊并恢復其原始狀態(tài)而起到彈簧的作用。“從許多角度研究蛋白質(zhì)進化：它的熱穩(wěn)定性，功能和結(jié)構(gòu)，但沒有人研究過蛋白質(zhì)的機械性質(zhì)的演變。對于titin來說，鑒于其功能，這是一種特別合適的方法，”佩雷斯·希門尼斯。

在這項研究中，他們選擇了來自不同分類群和不同大小的30多種動物。“許多動物的完整基因組已經(jīng)可以獲得，所以我們做的第一件事就是用大約30個四足動物的titin序列建立一個系統(tǒng)發(fā)育樹。這棵樹使我們能夠計算出四個共同祖先的蛋白質(zhì)titin最可能的序列。這些動物所屬的分類群體：胎盤哺乳動物，可追溯到約1億年;所有哺乳動物的年齡可追溯到170-1.8億年;蜥蜴類的共同祖先，包括所有鳥類，爬行動物和恐龍，以及它們的生活大約2.8億年前;和我們研究的所有動物的共同祖先，這將是四足動物的共同祖先，可以追溯到大約3.5億年，“佩雷斯 - 希門尼斯說。

一旦它們具有序列，它們在實驗室中合成了蛋白質(zhì)中最具彈性的片段，并且使用nanoGUNE的原子力顯微鏡，它們能夠測量每種蛋白質(zhì)的機械抗性。“這種儀器允許我們從字面上采取一種蛋白質(zhì)并拉伸它，用力機械地展開它，這類似于肌肉中的肌動蛋白，”研究人員說。他們能夠比較所研究的所有標題的抗性或穩(wěn)定性。“在這項研究中，我們意識到蛋白質(zhì)的機械化學穩(wěn)定性取決于肌動蛋白顯示的二硫橋數(shù)，它們是兩個半胱氨酸殘基之間的硫 - 硫鍵。”

他們能夠看到祖先的蛋白質(zhì)比現(xiàn)今的動物更具抗性，并且它們比現(xiàn)代的蛋白質(zhì)具有更多的二硫鍵。“然而，與像雀科這樣的小動物相比，這種差異并不大。”這一事實使他們認為，肌動蛋白的機械化學性質(zhì)與動物的大小之間可能存在聯(lián)系。“我們看到了很好的相關(guān)性：較大的動物蛋白質(zhì)穩(wěn)定性較低，蛋白質(zhì)較小，蛋白質(zhì)更穩(wěn)定。這使我們能夠預測祖先動物的大小。”

一旦他們推斷出共同祖先的大小，該小組就將它們與化石記錄和這方面的科學文獻進行了比較。“我們能夠看到有實質(zhì)性的協(xié)議;哺乳動物，鳥類和四足動物的祖先一般都很小，重量不到100克;當然，我們確實有技術(shù)本身固有的誤差。這可能并不奇怪，因為人們可以認為它是已經(jīng)知道的信息，但是這里新出現(xiàn)的是我們沒有使用化石，而是從重建的蛋白質(zhì)開始，這是一種純粹的分子信息，“研究員。

“有趣的是，我們已經(jīng)知道了titin在整個進化過程中是如何逐漸改變的，我們已經(jīng)能夠重建它。例如，我們希望看到這種與大小的相關(guān)性是否真正全球化，是否存在于所有動物群體中，“ 他說。

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