科學家發現，地球上所有的物種的共同點，比以前認為的要多

在我們的這顆藍色星球上，有著極其豐富的生命形式，從我們可以肉眼看得到的動植物到那些只能用顯微鏡才能觀察到的微小生命，如細菌和病毒。這些所有的生命形式，從根本上講，從細胞水平開始就存在著非常大的差異。但是，科學家們也認為，它們之間的共同點也不少。

最近，一個國際研究小組已經分析了從細菌和古細菌到植物和人類等100個物種中發現的蛋白質——這是有史以來最大的跨物種蛋白質圖譜。他們了解到這些生命形式有許多共同的特徵。這項研究是諾和諾德基金會蛋白質研究中心馬蒂亞斯·曼恩教授團隊的研究人員與馬克斯·普朗克生物化學研究所合作的項目，已經發表在頂級科學雜誌《自然》（Nature）上。

研究人員已經繪製了100種不同物種的蛋白質，統稱為蛋白質組。很明顯，它們是截然不同的。但與此同時，他們的共同點比我們想像的要多。在所有這些生命形式中，很大一部分蛋白質集中在新陳代謝和維持蛋白質平衡上。

實驗證實的蛋白質加倍

此前，研究人員主要對各種生物的DNA感興趣，例如，人類與不同動物共享多少遺傳物質，人類和不同動物之間有多少DNA是相同的。然而，隨著用於在分子水平上研究生物體的技術的進步，研究人員已經把研究方向轉向蛋白質。

「所有這些生命形式的一個共同特徵是，它們的蛋白質組中有很大一部分集中於維持某種平衡，即所謂的內環境平衡。另一個共同的特點是大量蛋白質有助於產生能量。儘管這一過程的方式不同於光合作用和碳水化合物燃燒，」諾和諾德基金會蛋白質研究中心的研究人員阿爾貝託·桑託斯·德爾加多（Alberto Santos Delgado）說。

研究人員使用了一種叫做質譜的先進技術來研究所有100種物種。這項技術使他們能夠將實驗證實的蛋白質數量增加一倍。先前的研究僅根據遺傳密碼和生物信息學計算就預測了有多少蛋白質和哪些蛋白質存在。然而，新的蛋白質圖譜提供了大量新蛋白質存在的實際數據。

機器學習可以揭示新的相關性

「我們將基於質譜的定量蛋白質組學與資料庫資源相連接的工作，已經產生了一個800萬個數據點、5300萬個相互連接的數據集。我們公開了所有數據，使其他研究人員能夠利用這些數據來識別新的相關性。」馬克斯普朗克生物化學研究所的博士生約翰內斯穆勒（Johannes Mueller）說：「機器學習帶來的新技術正在興起，我們希望這些技術能從我們公開提供的大型統一數據集中受益。」

哥本哈根大學的研究人員專注於數據處理和生物信息學分析，而慕尼黑馬克斯普朗克生物化學研究所的研究人員則專注於質譜分析。在生命蛋白質組網站上，研究人員將公開該項目的所有數據。

隨著質譜技術的應用越來越成熟，為了挖掘地球上生物的更多共同點，科學家們還有很多工作要做。我們之所以有相同之處，是因為我們所有的生命起源於同一個祖先。但由於我們人類活動對野生動植物的影響，很多物種已經開始離開地球家園。我們應該行動起來，保護地球物種多樣性，保護我們的「夥伴」。