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实验室中建造了一个加速进化器,在完全随机的情况下,对不同的蛋白质(一种酶)进行基因译码的改变。进化的压力可以通过选取一些在混杂活动中具有高活跃性的突变异种显示出来。
经过几轮的改变和选择,研究人员观察到这些蛋白质发生了什么样的变化。正如期待的那样,它们有选择地增加着需要进行的活动。同时其他类型的活动强度,也经历着激烈的变化。但大多数情况下,尽管有些活动有较大幅度的增加,活动的总体强度却在急剧下降。因而,蛋白质的主要功能由于混杂活动的发生产生了急剧变化,而且所有这些活动,都发生在蛋白质完全相同的部位。
这一现象使研究人员得出这样一个观点,即“两个矛盾着的事物对生物体的存在是非常必要的。”一方面,生物体需要用充沛的精力来面对外界环境改变而产生的突变,在突变发生的时候,尽最大可能减少变化对生物体本身功能带来影响。另一方面,由于进化的要求,又需要生物体产生全新的功能特点。因此,面对进化的挑战,生物体不得不准备两手:用主要功能保持旺盛的精力和生命力,用混杂活动的功能对突变作出相应的反应。
根据常理,自然界物种的进化一般需要几千年的时间,其主要原因是,在蛋白质的混杂功能中,从来没有外界压力的干扰。研究人员认为,通过发现蛋白质这些潜在的“秘密”功能,不仅可以加快生物体进化的进程,而且可以减少由于进化给生物体自身带来的伤害。
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