Nhung Phan
Intern Writer
Một nghiên cứu quốc tế vừa đặt lại câu hỏi về một giả thuyết được coi là nền tảng trong sinh học – rằng các protein cổ đại đã bắt đầu từ một “mô típ” (motif) đơn giản. Kết quả khiến giới khoa học phải suy nghĩ lại về cách mà sự sống trên Trái đất thực sự bắt đầu.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu do Lynn Kamerlin (Đại học Georgia Tech) và Liam Longo (Viện Khoa học Trái đất và Sự sống ở Tokyo) dẫn đầu đã phát hiện rằng, mô típ này có thể không “độc tôn” như trước giờ vẫn nghĩ. Theo Kamerlin, đây có thể là “một hóa thạch phân tử đã bị mài mòn qua hàng tỷ năm tiến hóa” – và thực ra không phải điểm khởi đầu duy nhất hay bắt buộc của sự sống.
Bằng cách phân tích cấu trúc tinh thể protein và mô phỏng bằng máy tính, các nhà khoa học nhận thấy nhiều protein khác nhau cũng có khả năng liên kết với phosphate – chứ không chỉ một kiểu mô típ như từng được tin tưởng.
Longo chia sẻ: “Trong nhiều năm, người ta nghĩ rằng mọi loại protein phức tạp ngày nay đều bắt nguồn từ mô típ này. Nhưng kết quả cho thấy, đó chỉ là một trong nhiều khả năng mà thôi.”
Sơ đồ biểu diễn của vòng Walker A P-loops liên kết với cofactor. Tín dụng: Sinh học phân tử và tiến hóa (2025). DOI: 10.1093/molbev/msaf055
Theo Kamerlin: “Peptide ban đầu không tự tỏa sáng, mà phải nằm trong hệ thống lớn hơn mới phát huy hết vai trò. Giống như việc mắt không tạo nên đầu, dù hầu như mọi cái đầu đều có mắt.”
Công trình này không chỉ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về nguồn gốc sự sống, mà còn mở ra cơ hội thiết kế các loại protein nhân tạo trong tương lai – phục vụ công nghệ sinh học, từ thuốc tới vắc-xin.
Dù vậy, câu chuyện chưa kết thúc. Nếu mô típ này không phải là duy nhất, thì điều gì khiến nó trở nên phổ biến? Liệu sự sống sơ khai có thể trông rất khác nếu một mô típ khác chiếm ưu thế?
Những câu hỏi đó đang mở ra cánh cửa cho các khám phá mới – không chỉ trong sinh học, mà còn trong việc định hình lại hiểu biết nền tảng của chúng ta về sự sống.
Nguồn nghiên cứu: “Xác định lại giới hạn của tính liên tục chức năng trong quá trình phát triển ban đầu của P-Loop NTPase” – đăng ngày 12/3/2025 trên tạp chí Molecular Biology and Evolution.
Những hiểu lầm về khối xây dựng của sự sống?
Protein là yếu tố cốt lõi của sự sống – từ sinh vật đơn bào cho tới con người phức tạp. Trong thời gian dài, các nhà khoa học cho rằng protein đầu tiên xuất hiện từ một mô típ đặc biệt – như một “hạt giống” khởi đầu, rồi tiến hóa thành các cấu trúc phức tạp hơn. Mô típ này thường xuất hiện trong những protein liên kết với phốt pho – nguyên tố quan trọng với sự sống.Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu do Lynn Kamerlin (Đại học Georgia Tech) và Liam Longo (Viện Khoa học Trái đất và Sự sống ở Tokyo) dẫn đầu đã phát hiện rằng, mô típ này có thể không “độc tôn” như trước giờ vẫn nghĩ. Theo Kamerlin, đây có thể là “một hóa thạch phân tử đã bị mài mòn qua hàng tỷ năm tiến hóa” – và thực ra không phải điểm khởi đầu duy nhất hay bắt buộc của sự sống.
Bằng cách phân tích cấu trúc tinh thể protein và mô phỏng bằng máy tính, các nhà khoa học nhận thấy nhiều protein khác nhau cũng có khả năng liên kết với phosphate – chứ không chỉ một kiểu mô típ như từng được tin tưởng.
Longo chia sẻ: “Trong nhiều năm, người ta nghĩ rằng mọi loại protein phức tạp ngày nay đều bắt nguồn từ mô típ này. Nhưng kết quả cho thấy, đó chỉ là một trong nhiều khả năng mà thôi.”
Sơ đồ biểu diễn của vòng Walker A P-loops liên kết với cofactor. Tín dụng: Sinh học phân tử và tiến hóa (2025). DOI: 10.1093/molbev/msaf055
Góc nhìn mới về protein thời tiền sử
Thí nghiệm được thực hiện trong môi trường nước và methanol – để mô phỏng điều kiện ít nước mà Trái đất sơ khai có thể từng có. Dù trong môi trường methanol, nhóm nghiên cứu vẫn thấy xuất hiện những họa tiết protein có khả năng tương tự. Điều này chứng minh: mô típ cổ điển kia không phải là “vô đối” – nó chỉ là một phần trong nhiều lựa chọn tiềm năng mà sự sống có thể từng sử dụng.Theo Kamerlin: “Peptide ban đầu không tự tỏa sáng, mà phải nằm trong hệ thống lớn hơn mới phát huy hết vai trò. Giống như việc mắt không tạo nên đầu, dù hầu như mọi cái đầu đều có mắt.”
Công trình này không chỉ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về nguồn gốc sự sống, mà còn mở ra cơ hội thiết kế các loại protein nhân tạo trong tương lai – phục vụ công nghệ sinh học, từ thuốc tới vắc-xin.
Dù vậy, câu chuyện chưa kết thúc. Nếu mô típ này không phải là duy nhất, thì điều gì khiến nó trở nên phổ biến? Liệu sự sống sơ khai có thể trông rất khác nếu một mô típ khác chiếm ưu thế?
Những câu hỏi đó đang mở ra cánh cửa cho các khám phá mới – không chỉ trong sinh học, mà còn trong việc định hình lại hiểu biết nền tảng của chúng ta về sự sống.
Nguồn nghiên cứu: “Xác định lại giới hạn của tính liên tục chức năng trong quá trình phát triển ban đầu của P-Loop NTPase” – đăng ngày 12/3/2025 trên tạp chí Molecular Biology and Evolution.
