六億年前,一次隨機的偶然基因事件或許造就了一切多細胞生命的演化。從單細胞生命(如細菌)到多細胞生命(包括人類)的跳躍所需要的,僅僅是一個單一的轉(zhuǎn)變。這不僅解釋了演化過程中的關(guān)鍵篇章,還為我們提供了一些關(guān)于癌癥的見解——為何癌細胞會停止團隊合作、返回到單細胞有機體的狀態(tài)?這其中究竟哪里出了錯?
DNA的編碼蛋白在活細胞中擔(dān)負著一切重要作用;而所謂基因突變,指的是DNA在細胞分裂時所產(chǎn)生的隨機變化。盡管絕大多數(shù)突變都是毀滅性的,但偶爾也會帶來了不起的新細胞機制。在這種情況下,一種允許單細胞生物彼此之間形成集合體的突變便導(dǎo)致了多細胞生命的發(fā)展。
研究表明,極少量的基因突變便能夠演化出新的蛋白質(zhì)功能。而在這回的情況中,一個突變就夠了。
研究人員對一組領(lǐng)鞭蟲類動物(微小的海綿狀生物)進行研究,它們是現(xiàn)存的最接近動物的單細胞親屬。這些小小的海洋居民有一條尾巴或鞭毛,以便四處游泳。它們既可以獨居,也可以形成巨大的集群。研究人員采用原始蛋白質(zhì)重構(gòu)技術(shù),追溯導(dǎo)致單細胞生物演化出對多細胞生命至關(guān)重要的蛋白質(zhì)的基因改變。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),一次基因突變使得動物尾巴能夠和其它細胞緊密結(jié)合,形成集群。在單細胞至多細胞的演化過程中,這似乎是至關(guān)重要的一步。研究人員表示,這個基因突變的變體如今存在于一切動物中。盡管這場基因變異并不是多細胞生命得以演化的唯一原因;但如果沒有它,我們(以及所有多細胞親屬)都將不復(fù)存在。
此外,研究結(jié)果并不僅僅滿足了科學(xué)家對人類演化過程的好奇心。所謂癌癥,即細胞“忘記”了自己是多細胞有機體的一部分。因此,了解其中的機制或許能夠帶來更好的癌癥治療方式。