«Мы пытались распутать источник аминокислоты фенилаланина в течение некоторого времени», говорит Хироши Мэеда, доцент ботаники в Висконсинском университете в Мадисоне. «Заводы используют этот путь, чтобы сделать натуральные продукты, которые жизненно важны для заводов и также для нашей еды, лекарства, волокна и топлива. Один из самых важных – лигнин, найденный в стене растительной клетки, которая позволяет деревьям стоять высокий и транспортная вода».Другие ученые проследили завод метаболические пути до грибов, «которые достаточно близки к заводам с точки зрения эволюции», говорит Мэеда. «Но в этом случае, источник – бактерии, которые являются более дальними родственниками».В исследовании, недавно опубликованном в сетевом журнале, Растительная клетка, Мэеда и его коллеги описали, как они проследили путь фенилаланина до двух групп бактерий. «Наш вопрос состоял в том, как заводы могут произвести столько различных видов и количеств этих ароматических нефтепродуктов, особенно полученных из фенилаланина комплексов», говорит Мэеда.
Во время исследования Мэеда и его коллеги, включая Джона Джелеско из Политехнического института Вирджинии, сравнили генетическую последовательность для ферментов пути фенилаланина завода к генетической базе данных, покрывающей многочисленные организмы. «Мы попросили, чтобы компьютер извлек подобные последовательности, и мы получили тысячи последовательностей», говорит Мэеда. «Мы взяли более близкие последовательности и сделали филогенетический анализ. По существу мы спрашивали, ‘Кто Ваш самый близкий родной брат?’»Они нашли, что последовательность завода была самой подобной классу бактерий под названием Chlorobi и Bacteroidetes. «Это было удивительно, потому что, когда люди делают подобный анализ для других генов завода, они обычно находят самую близкую последовательность в грибах, или в cyanobacteria, предок которых вошел в заводы, и теперь сделайте заводы зелеными и фотосинтетическими.
Наши результаты не соответствовали тому, что ожидали люди».Во время последующих экспериментов исследователи устроили последовательности белка от других организмов согласно тому, как тесно они напомнили последовательность завода и определили два места аминокислоты, которые крайне важны для производства фенилаланина.Поскольку путь фенилаланина очень важен для производства такого количества ценных продуктов завода, Мэеда говорит, что исследование может в конечном счете обладать практическими преимуществами. «Мы надеемся, что это могло бы помочь увеличить производство питательных веществ и лекарственных комплексов».
С точки зрения фундаментальной науки он добавляет, «Наше исследование обеспечивает примеры сложной эволюции завода химические пути». Во время эволюции, потребность выжить и воспроизвести организмы сил, чтобы продолжить приспосабливаться к их обстоятельствам, отмечает он. «У заводов были многократные возможности принять различные гены (и ферменты) во время эволюции, чтобы справиться с проблемами окружающей среды.
«Фермент, что заводы, принятые от древних бактерий, были полезны им, когда они приобрели его, и заводы, закончил тем, что поддержал его, а не другие типы от грибов или cyanobacteria. Этот фермент и его путь теперь замечены через царство растений и позволяют заводам делать такое большое разнообразие и количество фенолических комплексов».