แม้ว่าเหตุการณ์ที่บังเอิญอาจเปลี่ยนภูมิทัศน์ของความเป็นไปได้ของวิวัฒนาการ แต่โปรตีนที่กำลังพัฒนาก็มีอิสระในการสำรวจเช่นกัน สามารถใช้เส้นทางไปยังฟังก์ชันบางอย่างได้มากกว่าหนึ่งเส้นทางDouglas Theobaldนักชีวเคมีจาก Brandeis University ในเมือง Waltham รัฐแมสซาชูเซตส์ ได้เห็นสิ่งนี้ในการค้นคว้าของเขาเองเกี่ยวกับเอนไซม์ที่เซลล์จำนวนมากใช้ในการผลิตพลังงานโดยปราศจากออกซิเจน เอ็นไซม์ แลคเตท ดีไฮโดรจีเนส วิวัฒนาการมาจากเอ็นไซม์ที่มีโครงสร้างคล้ายคลึงกัน ไม่ใช่แค่ครั้งเดียว แต่อย่างน้อยสี่ครั้งในกลุ่มสิ่งมีชีวิตต่างๆ โดยการสร้างเหตุการณ์วิวัฒนาการขึ้นใหม่ซึ่งเปลี่ยน
เอนไซม์ที่คล้ายคลึงกัน malate dehydrogenase
เป็น lactate dehydrogenase นั้น Theobald และเพื่อนร่วมงานพบว่าปรสิตเซลล์เดียวสองกลุ่มมาจากเอนไซม์เดียวกันในรูปแบบต่างๆ นักวิจัยรายงานการค้นพบนี้ในeLifeในปี 2014 และในProtein Scienceในเดือนกุมภาพันธ์
งานนี้แสดงให้เห็นว่าภูมิหลังทางพันธุกรรมที่แตกต่างกันอาจนำไปสู่การวิวัฒนาการไปตามเส้นทางที่แตกต่างกันในสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน แต่ยังคงนำไปสู่ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกัน Theobald กล่าว “แม้ว่าจะมีเหตุการณ์มากมาย แต่ก็ยังมีหลายวิธีในการทำงานเดียวกัน”
นักชีวเคมีSusan Marquseeจาก University of California, Berkeley พบว่ามีโปรตีนมากกว่าหนึ่งวิธีในการทำสิ่งใหม่
Marqusee ร่วมมือกับทีมของ Thornton เพื่อเปรียบเทียบว่าแบคทีเรียสองชนิดEscherichia coli
และ Thermus thermophilusที่รักความ ร้อน มีวิวัฒนาการของเอนไซม์ที่ทำงานเหมือนกันในอุณหภูมิที่ต่างกันมาก T. thermophilusเจริญเติบโตในบ่อน้ำพุร้อน ที่อุณหภูมิซึ่งจะทำให้โปรตีนส่วนใหญ่กระจัดกระจาย นักชีวเคมีกระตือรือร้นที่จะยืมกลยุทธ์จากธรรมชาติเพื่อสร้างโปรตีนที่ทนต่อความร้อน แต่พยายามดิ้นรนเพื่อค้นหาหลักการทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัตินี้ ทีมของ Marqusee ได้ค้นพบวิธีที่โปรตีนจากแบคทีเรียนำความร้อนโดยการสร้างบรรพบุรุษร่วมกันของเอนไซม์ RNA-snipping ที่รู้จักกันในชื่อ H1 จากE. coliและT. thermophilus
บรรพบุรุษร่วมอายุ 3 พันล้านปี นั้นมีความเสถียรน้อย กว่าเอนไซม์ที่T. thermophilusใช้ในปัจจุบัน ทีมงานรายงานในปี 2014 ในPLOS Biology เมื่อโปรตีนที่ทนต่อความร้อนพัฒนาขึ้น ความคงตัวของโปรตีนก็เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ไม่ใช่เพราะนวัตกรรมใดๆ แต่โดยอาศัยกลยุทธ์ทางชีวฟิสิกส์ที่แตกต่างกันในแต่ละช่วงเวลา
Marqusee กล่าวว่า “เคมีเชิงฟิสิกส์ไม่สำคัญตราบใดที่ท้ายที่สุดแล้ว เนื่องจากวิวัฒนาการสามารถใช้ประโยชน์จากกรดอะมิโนต่างๆ เพื่อเพิ่มความเสถียรได้หลายวิธี ความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้นของเอ็นไซม์ต่อสภาพแวดล้อมที่ร้อนไม่ได้ขึ้นอยู่กับโอกาสที่จะเกิดการกลายพันธุ์บางชุด
credit : naturalbornloser.net niceneasyphoto.com olivierdescosse.net olkultur.com patrickgodschalk.com pennsylvaniachatroom.net performancebasedfinancing.org photosbykoolkat.com pillssearch.net plusenplus.net
