一条新的生物学规则可能已经浮出水面扩大了对进化和衰老的认识

  • 发布时间:2024-05-18 09:50:31 来源:
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导读 南加州大学多恩西夫文学、艺术与科学学院的一位分子生物学家可能发现了一条新的生物学规则。生物学规则,有时称为生物定律,描述了生物体中...

南加州大学多恩西夫文学、艺术与科学学院的一位分子生物学家可能发现了一条新的“生物学规则”。

生物学规则,有时称为生物定律,描述了生物体中公认的模式或不言而喻的道理。例如,艾伦规则指出,在温血动物中,生活在寒冷地区的动物比生活在炎热地区的动物拥有更短、更粗的四肢(以保存体温),因为后者需要更多的体表面积来散热。

动物学家乔尔·艾伦(JoelAllen)于1877年提出了这一想法,尽管他不是第一个或最后一个提出生物学规则的人,但他的想法是少数获得科学家认可的人之一。

现在,南加州大学多恩西夫分校的生物科学教授约翰·托尔相信他发现了另一条生物学规则。5月16日,他在《老龄化前沿》杂志上发表了他的想法。

生活可能需要不稳定

塔尔规则挑战了长期以来的观念,即大多数生物体更喜欢稳定而不是不稳定,因为稳定需要更少的能量和资源。例如,六边形在自然界中经常出现——想想蜂窝和昆虫的眼睛——因为它们很稳定,并且需要最少的材料来覆盖表面。

Tower将他的规则集中在不稳定性上,特别是一个称为“选择性有利不稳定性”(SAI)的概念,其中生物成分(例如蛋白质和遗传物质)的某些波动性为细胞提供了优势。

Tower认为SAI是生物学的基本组成部分。“即使是最简单的细胞也含有蛋白酶和核酸酶,并定期降解和替换其蛋白质和RNA,这表明SAI对生命至关重要,”他解释道。

他说SAI在进化中也发挥着关键作用。

他解释说,当细胞发挥作用,构建和降解各种不稳定成分时,它们将存在于两种状态之一——一种状态是存在不稳定成分,另一种状态是不稳定成分不存在。

自然选择可能对两种细胞状态产生不同的作用。“如果正常基因有利于一种细胞状态,而基因突变有利于另一种细胞状态,这有利于同一细胞群中正常基因和基因突变的维持,”他说。允许这种遗传多样性可以使细胞和生物体更具适应性。

SAI可能是衰老的根源,甚至更多

选择性有利的不稳定性也可能导致老化。创建然后更换细胞内不稳定的组件需要付出材料和能源的代价。分解它可能还需要额外的能量。

Tower表示,此外,由于SAI为细胞设置了两种潜在状态,允许正常基因和突变基因共存,如果突变基因有害,可能会导致衰老。

除了进化和衰老之外,SAI还有其他深远的影响。

Tower表示:“科学界最近对混沌理论、临界性、图灵模式和‘细胞意识’等概念着迷。该领域的研究表明,SAI在产生这些现象中都发挥着重要作用。”

他说,由于其在生物学中明显的普遍性及其深远的影响,SAI可能是生物学的最新规则。

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