达尔文进化论涉及繁殖实体变异的遗传和选择。其中,自然选择,主要是基于与环境的交互过程。相反,复制实体也可以影响其外在环境,产生对进化动态的相互反馈。这种生态进化动力学的开始,标志着从化学向生物学过渡的一块垫脚石。然而,自下而上地创造能展示生态进化动力学的分子系统,仍然难以捉摸。
近日,荷兰 格罗宁根大学 (University of Groningen)Kai Liu,Sijbren Otto等,在Nature Chemistry上发文,报道了在包含两个合成自复制因子的最小系统中,这种动力学的开始。复制因子replicators 结合并激活辅因子co-factor,并基于光氧化还原催化,改变了其环境的氧化状态。复制因子分布适应这种变化,并且根据光强度,一个或另一个复制因子成为主导。这项研究展示了,如何使用人工最小复制系统,创造类似于生态进化动力学的行为,到目前为止,这种行为仅限于生物学。Light-driven eco-evolutionary dynamics in a synthetic replicator system.图1:自复制,辅因子激活和基本生态进化动力学。
图2:复制因子replicator 13的表征。
图3:溶液氧化水平控制了复制因子竞争的结果。
图4:复制因子13和16之间的交叉催化。
图5:复制因子介导的辅因子2活化和光催化自复制。
图6:生态进化动力学涉及复制因子诱导的环境氧化水平的变化,这反过来又导致复制因子突变分布的进化演变。
Liu, K., Blokhuis, A., van Ewijk, C. et al. Light-driven eco-evolutionary dynamics in a synthetic replicator system. Nat. Chem. (2023). https://doi.org/10.1038/s41557-023-01301-2https://www.nature.com/articles/s41557-023-01301-2声明:仅代表译者个人观点,小编水平有限,如有不当之处,请在下方留言指正!