10月4日的《Nature》上有一篇比较有趣的文章《Co-evolution of transcriptional and post-translational cell-cycle regulation》,Nature 443, 594-597(4 October 2006)。作者通过对四个物种——芽殖酵母、裂殖酵母、人和拟南芥的细胞周期相关蛋白的表达模式进行比较研究,发现他们的调控机制是类似的,即及时组装和功能模块的多级调控(just-in-time assembly and multi-layer regulation of functional modules)。该机制的核心是负责调控的亚基是周期性地被转录的,它们在细胞周期中的某个时刻被转录、翻译并被磷酸化,随后与其它蛋白(稳定表达的蛋白)一起形成完整的复合物执行功能,之后被选择性地降解。有趣的是,负责调控的蛋白在不同的物种中并不是保守的,即并不是直系同源(ortholog )的。
从这里我们看到,,对于控制细胞周期的复合物来说,关键的是调控亚基,缺少它就不能形成完整的复合物;而对于调控亚基来说,控制它何时被转录、何时被磷酸化、何时被降解的一整套基因更重要。因而可以推断调控亚基及其控制系统是共进化的。这是一个很有趣的事情。
这又使我想到了过去一直考虑的结构进化的问题,一个分子的进化导致起结构的变化,而与之相互作用的分子的结构也必须变化才可以继续与其作用,这应该就是“共进化”。可是有文献说平均一个分子会与至少3个分子相互作用,分子间形成相互作用的网络,如同一台由无数零件组成的高速运转的机器,机器运转的同时一个个零件却发生着变化,最终变成了另一台看上去完全不同了的机器!
上面的比喻有些机械了,不过我觉得生命的奇妙就在于此,一切如此的精巧和出人意料,只能感叹自然的伟力!