Ny artikkel utfordrer evolusjonær beretning om den eukaryote cellesyklusen
Av Jonathan McLatchie, 11. november 2024. Oversatt herfra

Den nye artikkelen min er nå ute i tidsskriftet Bio-Complexity, angående opprinnelsen til den eukaryotiske celledivisjons-syklusen.(1) Dette er et emne av langvarig interesse for meg, og jeg har publisert flere artikler her på Evolution News om det, der jeg detaljerer det utsøkte ingeniørfaglige og design, manifestert av syklusen og dens kontrollsystemer. Jeg henviser leserne til disse artiklene for en undersøkelse av hvordan cellesyklusen er regulert og dens ikke-irreduserbart komplekse trekk:

*The Eukaryotic Cell Cycle: A Masterpiece of Design" -lenke
*How the Eukaryotic Cell Cycle is Controlled" -lenke
*The Cell's Surveillance System: Introducing the Cell Cycle Checkpoint Pathways" -lenke
*Astounding: The Role of Motor Proteins in Cell Division" -lenke
*The Elegant Spindle Assembly Checkpoint" -lenke.
*Engineered Elegance: Generating the Wait Anaphase Signal" -lenke.

Min artikkel argumenterer for at forskjellige trekk i den eukaryote celledelingssyklusen viser ikke-reduserbar kompleksitet. Dessuten ser nesten alle komponentene (som blir utledet av tidligere fylostratigrafiske studier vært til stede i den siste eukaryote felles stamfaren) å ha oppstått etter splittelsen mellom arkea og eukaryote avstamninger. Homologer av de mitotiske komponentene kunne faktisk ikke engang identifiseres blant Asgard Archaea, et superfylum som antas å representere de nærmeste levende slektninger til eukaryoter.

Bilde 1. Skisse av cellesyklus-med sjekkpunkter (kredit O. Grasso)

Spesielt slående resultater
Disse resultatene er spesielt slående gitt at det i det vesentlige ikke er noen likhet i det hele tatt mellom modus for celledeling som brukes av eukaryote celler og som brukes av prokaryote celler, enten i form av protein-komponentene som er involvert eller den underliggende logikken. Gitt den avgjørende naturen til mange av celledelingskomponentene i både prokaryoter og eukaryoter, virker det svært usannsynlig at det eksisterer en levedyktig trinnvis vei fra den prokaryotiske til eukaryotisk celledelingssyklus som unngår ikke-levedyktige mellomprodukter.
I påfølgende artikler vil jeg pakke ut mer detaljert artikkelen og dens implikasjoner. Foreløpig vil jeg lede leserne til selve artikkelen.

Her er abstraktet:
Opprinnelsen til den eukaryote cellen representerer en av de viktigste nyvinningene i livets historie. Prokaryote og eukaryote celler har tydelige modus for celledeling både i mekanismene for cellebifurkasjon og DNA -segregering og i de underliggende proteinkomponentene som driver disse prosessene. Nyere fylogenomisk analyse viser at de fleste mitotiske komponenter allerede var til stede i den Siste Eukaryote Felles Stamfaren (SEFS), gitt tilstedeværelsen av moderne-lignende cellesyklus-kompleksitet i SEFS, det forventes at homologer eksisterer blant prokaryoter for minst noen av komponentene involvert . Denne studien brukte det grunnleggende lokale justeringssøkverktøyet (BLAST) for å kartlegge proteomene til prokaryoter (spesielt medlemmer av Asgard Superphylum) for potensielle homologer av komponenter i anafase, som promoterte kompleks /syklosom (APC / C) og dets underlag og Mitose Checkpoint Kompleks (MCK) og Kinetochore Nettverk.

Bilde 2. Situasjonsbilder fra Celle-mitosen

Selv om dataene som er samlet ikke definitivt har klart å vise tilstedeværelsen av fulle homologer for de fleste proteiner som er undersøkt, avslører denne analysen at mitose maskineriet er nært assosiert med eukario-genese. Mens tidsvinduet som er tilgjengelig for opprinnelsen til disse mekanismene er uklart, vil til og med et stort vindu (f.eks. 2-3 milliarder år) være utilstrekkelig for blinde evolusjonsmekanismer for å produsere slike komplekse systemer. Denne analysen reiser betydelige spørsmål om muligheten for evolusjonsprosesser til å redegjøre for en slik brå overgang.

Du kan laste ned hele artikkelen, gratis, her.

Referanser
1. McLatchie J (2024) Phylogenetic Challenges to the Evolutionary Origin of the Eukaryotic Cell Cycle. BIO-Complexity 2024 (4):1–19 doi:10.5048/BIO-C.2024.4.