复活蛋白质祖先产生了它们在人体细胞中的作用的进化见解

一项新的研究发现，“复活”关键蛋白质的祖先可以对人类细胞和大多数癌症中的作用产生进化见解。

该研究于8月13日在线发表在eLife杂志上，围绕细胞外信号调节激酶(ERK)的功能展开，ERK是一种决定人体细胞是否分裂和繁殖的蛋白质。

在纽约大学医学院的研究人员的带领下，这项新的研究表明，ERK在古代单细胞生物中很容易被打开，但是随着8亿年前第一批动物的进化而被严格限制。

具体而言，研究小组使用计算机分析来确定古代ERK亲属的DNA序列和相关蛋白质结构。通过研究它们，研究人员确定了两个可能使ERK在进化过程中更加谨慎控制的关键变化。

ERK可以在发展过程中继续发挥作用，揭示了一种灵活性，可以解释人类细胞如何进化出500种不同的激酶，这些激酶控制着生物学的各个方面 - 以及为什么有缺陷的激酶对癌症生长至关重要。进化需要进行遗传改变，但许多酶在发生变化时停止工作。ERK继续发出信号。“该团队还发现，逆转这些进化变化并将ERK恢复到其原始的，非常活跃的祖先状态是“非常容易”的。研究人员表示，这一点变得非常重要，因为遗传错误将正常细胞转化为癌症也会发生类似的过程。现代ERK是“人类癌症中最重要的信号传导途径”的一部分，以及其他蛋白质开关卡在“开启”位置导致异常生长。

高级研究作者Liam Holt博士，纽约大学朗格健康系统遗传学研究所助理教授

与所有蛋白质一样，ERK的版本由称为氨基酸的分子构建块的组合组装而成。这组作者说，现在动物王国中越来越多的氨基酸结构已被编入数据库，这使得一种新的分析成为可能。研究人员可以对其共同祖先结构中每个位置的氨基酸进行有根据的猜测。

Holt表示，研究小组计划为ERK类(激酶)中的所有蛋白质复活一套完整的推断祖先，并筛选候选药物。他们的计划是基于这样的假设，即一些突变会导致癌症，因为它们会将激酶恢复到未经适当调节的更古老的状态。

他说，为了避免副作用和耐药性，未来的药物可能被设计用于抑制类似祖先的致癌激酶，而不会关闭相关的正常酶。

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