科学家通过研究细菌、古细菌和真核生物中发现的酶 来寻找外星生命

　　我们对“生命”的唯一参考是我们在地球上知道的形式。天体生物学家怀疑，寻找外星生命，甚至寻找地球生命的起源，可能需要更广阔的范围。一个由美国宇航局资助的研究小组正在开发工具，以预测我们所不知道的生命特征。在《美国国家科学院院刊》上发表的一项新研究中，该团队确定了生命化学中似乎不依赖于特定分子的普遍模式。

　　“我们希望有新的工具来识别甚至预测我们不知道的生命特征，”该论文的合著者 SFI 外部教授 Sara Imari Walker（亚利桑那州立大学）说。“为此，我们的目标是确定适用于任何生化系统的普遍规律。这包括发展生命起源的定量理论，并使用理论和统计数据来指导我们在其他行星上寻找生命。”

　　在地球上，生命源于数百种化合物和反应的相互作用。其中一些化合物和反应在地球生物中普遍存在。使用集成微生物基因组和微生物组数据库，该团队研究了在细菌、古细菌和真核生物中发现的酶——生物化学的功能驱动因素，以揭示一种新的生化普遍性。

　　酶可以分为广泛的功能类别 - 由它们的作用指定的组，从使用水分子破坏化学键（水解酶）到重新排列分子结构（异构酶）到将大分子连接在一起（连接酶）。该团队比较了每个功能类别中酶的丰度与生物体中酶的总体丰度的关系。他们发现了不同酶类中酶的数量与生物体基因组大小之间的各种比例定律——几乎是算法关系。他们还发现，这些定律不依赖于这些类别中的特定酶。

　　“在这里，我们发现您无需保留确切的成员资格即可获得这些扩展关系。你需要一定数量的转移酶，但不需要特定的转移酶。”该论文的合著者、SFI 教授 Chris Kempes 说。“有很多‘同义词’，这些同义词以系统的方式扩展。”

　　在地球上，有机体使用DNA，并通过RNA制造蛋白质。但 DNA、RNA 和蛋白质等大分子能否帮助我们识别宇宙中的生命，了解地球上生命的起源，或发展合成生物学？“作为一个团队，我们认为这不太可能。”Kempes 说。然而，这些大分子所服务的功能，以及在有机的、基于地球的生命中观察到的代谢比例关系，可能就是这样。“即使其他地方的生命使用真正不同的分子，这些功能类别和比例定律也可能在整个宇宙中保持不变。”肯佩斯说。