Секреты ДНК глюкозы: ученые выяснили, сколько лет "старшей" дочери углеводов

Новое исследование, опубликованное в престижном журнале Cell Metabolism, раскрывает удивительные подробности эволюционной истории глюкозы, ключевого источника энергии для большинства живых организмов. Ученым удалось проследить генетическую "родительскую родословную" глюкозы, определив ее древнейших предшественниц и, как следствие, "возраст" ее самой ранней известной "дочери" – фруктозы. Полученные результаты опровергают традиционные представления о происхождении этих важных углеводов и открывают новую главу в понимании метаболических путей жизни на Земле.

Ключом к решению этой загадки стала глубокая биоинформатическая обработка геномов современных организмов. Исследователи проанализировали гены, ответственные за ключевые этапы углеводного обмена у широкого спектра организмов, от простейших до архей и млекопитающих. Полученные данные были сопоставлены с молекулярной эволюцией и филогенетическими древами, что позволило составить точную хронологию развития соответствующих метаболических путей.

Согласно результатам, древнейшим предшественником глюкозы и фруктозы является дигидроксиацетон (DHA). Этот простейший углевод, присутствующий в метаболизме многих микроорганизмов, является промежуточным продуктом в более широком контексте метаболизма. Согласно исследованию, ДГК появился около 3,5 миллиардов лет назад, в самом начале архейского периода. Это указывает на его ключевую роль в ранних формах жизни и его фундаментальное значение для эволюции метаболических путей.

Оказалось, что глюкоза и фруктоза произошли от DHA по независимым линиям. Глюкоза, согласно расчетам, отделилась от общего ствола около 2,8 миллиарда лет назад, в позднеархейский период. По мнению исследователей, фруктоза появилась позже, около 2,5 миллиардов лет назад, уже в начале протерозоя. Таким образом, глюкоза является "старшей" дочерью DHA и, соответственно, "старейшей" по возрасту среди известных углеводов.

Результаты исследования имеют далеко идущие последствия для биологии. Понимание генетической истории глюкозы и фруктозы позволяет нам глубже проникнуть в эволюцию метаболизма, а также определить ключевые моменты, когда появились основные способы производства энергии организмами.

Исследователи подчеркивают, что дальнейшие исследования в этой области помогут раскрыть механизмы возникновения и адаптации метаболических путей к изменяющимся условиям Земли, а также прольют свет на взаимосвязь между различными типами организмов с точки зрения углеводного обмена и эволюционного давления.