L'evoluzione per selezione naturale darwiniana è immensamente potente, sia in natura che all'interno dei laboratori. Utilizzando "evoluzione del laboratorio", possiamo prendere un enzima che combina mutazioni casuali e selezione funzionale, e migliorare la sua funzione di oltre 1000 volte. Puoi vedere le prove della scienza che sfrutta l'evoluzione in tutto il campo, dai farmaci sintetizzati utilizzati per prevenire il ripetersi di attacchi di cuore (beta-bloccanti) allo sviluppo di terapie anticorpali mirate al tumore.

Però, nulla evolve se non esiste già. Quando la vita iniziò più di tre miliardi di anni fa, qual è stata la scintilla che ha creato qualcosa dalla casualità?

Ricercatori del Monash Biomedicine Discovery Institute (BDI), hanno identificato quelli che hanno chiamato "Elementi di capacità strutturale" nelle proteine ​​mutate che sono associate a molti diversi tipi di malattie umane, in particolare una serie di tumori.

Gli elementi di capacità strutturale sono regioni localizzate di disordine all'interno di proteine, che conservano il potenziale per fondersi in "micro-strutture" in seguito all'introduzione di una mutazione. Agiscono come semi nucleanti, o "materia prima" affinché l'evoluzione proceda, fornendo la base di un meccanismo accelerato dell'evoluzione darwiniana per selezione naturale, integrando il processo lento e incrementale dell'evoluzione darwiniana classica.

Questa scoperta è stata recentemente pubblicata su Journal of Molecular Biology . Ricercatore capo su questo documento, Professore Associato Ashley Buckle, spiegato il significato di questa scoperta.

"Fino ad ora, la convinzione prevalente tra i biologi strutturali è stata che le mutazioni implicate nella malattia agiscano distruggendo le strutture proteiche, in genere indicato come paradigma della "perdita di struttura-funzione". Tuttavia è stato recentemente scoperto che più del 40% delle proteine ​​non ha affatto una struttura ben definita, "Ha detto il professore associato Buckle.

"Questo ci ha spinto a fare una domanda molto diversa, e per capovolgere la credenza prevalente, " Egli ha detto.

Il team di ricerca ha analizzato molte di queste mutazioni associate alla malattia e ha scoperto che questi "elementi di capacità strutturale" possono consentire alle mutazioni di innescare un "guadagno di funzione" inducendo una struttura dove prima non esisteva.

"Ci siamo resi conto che il nostro lavoro può avere diverse implicazioni. Non solo fa luce sull'evoluzione delle strutture proteiche, può fornire approfondimenti sull'ingegneria di proteine ​​altamente evolutive, e l'identificazione e il targeting selettivo di epitopi di malattie umane, " Egli ha detto.

"Capire se e come una mutazione può cambiare la forma della proteina sarà fondamentale nel prendere di mira quella proteina per l'uso in terapie che riconoscono la regione mutata".