莱斯大学的彼得·沃林斯及其研究团队在伪基因（特定遗传序列）如何演化方面取得了重要发现。这篇论文于5月13日发表在《美国国家科学院院刊》上。沃林斯是D.R. Bullard-Welch基金会科学教授、化学、生物科学以及物理与天文学教授，并且是理论生物物理中心的共同主任。该团队专注于研究与伪基因（CTBP）对应的去演化蛋白质序列的复杂能量景观。伪基因是过去编码蛋白质的DNA片段，但由于序列降解而失去了这种能力，这一过程被称为去演化。去演化代表了一种不受约束的进化过程，此过程中没有正常的压力来调节功能性蛋白质编码序列。尽管伪基因处于非活跃状态，但它们提供了对蛋白质进化过程的洞察。论文解释了蛋白质如何可以去演化。
研究人员发现，DNA序列可以通过突变或其他机制失去对蛋白质的编码信号，这可能导致一个即使DNA继续突变也无法折叠的序列。该研究重点研究了去演化基因组中的垃圾DNA，发现伪基因序列中的突变积累破坏了稳定互动网络，使得如果这些序列被翻译成功能性蛋白质时，折叠变得困难。尽管如此，研究人员也注意到某些突变意外地使伪基因的折叠变得更加稳定。
基因可以经历导致伪基因形成的突变，这可能会伴随其原始生物功能的改变。
研究人员发现了一些特定的伪基因，如环素A、Profilin-1和小泛素样修饰蛋白2，出现了在与其他分子结合和其他功能的重要区域的稳定突变。这表明蛋白质稳定性与生物活性之间存在微妙的平衡。
此外，该研究强调了蛋白质进化的流动性，因为某些之前被伪基因化的基因可能最终会随着时间的推移再次恢复其蛋白质编码功能，即便经历了多次突变。
研究中使用了先进技术以分析基因在分子层面的变化。科学家们使用计算模型分析了伪基因的物理折叠景观和进化景观的互动。他们的结果表明，折叠景观的漏斗形状受到进化的影响。
沃林斯解释道：“蛋白质可能由于突变或其他因素失去正常折叠的能力。我们的研究提供了第一个明确的证据表明进化影响蛋白质的折叠。”
除了沃林斯，研究团队还包括应用物理的研究生哈娜·贾法里和CTBP的博士后研究员卡洛斯·布恩诺。研究团队还包括德克萨斯大学达拉斯分校的研究生乔纳森·马丁，生物科学系副教授法鲁克·莫尔科斯，以及CTBP生物物理研究员尼古拉斯·P·谢弗。贾法里提到，这项研究的影响超越了理论生物学，可能用于蛋白质工程。“如果我们的结果能在实验室中得到确认，将会很有趣，以观察更为物理稳定的伪基因会发生什么。”贾法里还补充说，他们在分析的基础上有一个想法，但有一些实验验证会是非常引人注目的。”
