Peneliti menemukan gen yang berduplikasi sebelum leluhur bersama universal terakhir semua kehidupan, menawarkan wawasan tentang tahap awal evolusi. Paralogs universal ini, hadir di hampir setiap organisme, menunjukkan produksi protein dan transportasi membran termasuk fungsi biologis pertama. Temuan, diterbitkan di Cell Genomics, menyoroti bagaimana pola genetik kuno dapat mengungkap sejarah pra-LUCA.
Setiap organisme di Bumi berasal dari leluhur bersama universal terakhir (LUCA), yang hidup sekitar empat miliar tahun lalu. Entitas kuno ini sudah memiliki fitur kunci seperti membran sel dan penyimpanan genetik berbasis DNA. Untuk menyelidiki evolusi yang lebih awal lagi, para ilmuwan Aaron Goldman dari Oberlin College, Greg Fournier dari MIT, dan Betül Kaçar dari University of Wisconsin-Madison menganalisis paralogs universal—keluarga gen yang berduplikasi sebelum LUCA dan muncul setidaknya dua salinan di hampir semua genom modern. “Meskipun leluhur bersama universal terakhir adalah organisme paling kuno yang dapat kita pelajari dengan metode evolusi,” jelas Goldman, “beberapa gen di genomnya jauh lebih tua.” Paralogs universal berbeda dari paralogs tipikal, seperti gen hemoglobin manusia yang muncul dari globin leluhur tunggal sekitar 800 juta tahun lalu melalui kesalahan penyalinan dan spesialisasi. Tinjauan tim terhadap paralogs universal yang diketahui mengungkapkan bahwa semuanya berfungsi dalam sintesis protein atau transportasi molekul melintasi membran, menunjukkan proses ini berevolusi dini. Di laboratorium Goldman, peneliti merekonstruksi protein leluhur dari keluarga paralogs yang terlibat dalam penanaman protein ke membran. Bentuk kuno ini mempertahankan kemampuan mengikat membran dan berinteraksi dengan mesin produksi protein, memberikan petunjuk tentang operasi sel primitif. “Meskipun ada sedikit paralogs universal yang kita ketahui,” catat Goldman, “mereka dapat memberi kita banyak informasi tentang seperti apa kehidupan sebelum zaman leluhur bersama universal terakhir.” Fournier menekankan nilai mereka: “Sejarah paralogs universal ini adalah satu-satunya informasi yang akan kita miliki tentang garis keturunan seluler paling awal ini, jadi kita perlu mengekstrak sebanyak mungkin pengetahuan darinya dengan hati-hati.” Kemajuan dalam alat berbasis AI memfasilitasi analisis lebih dalam terhadap gen ini. Kaçar menambahkan, “Dengan mengikuti paralogs universal, kita dapat menghubungkan langkah-langkah paling awal kehidupan di Bumi dengan alat sains modern. Mereka memberi kita kesempatan untuk mengubah ketidakpastian terdalam evolusi dan biologi menjadi penemuan yang benar-benar dapat diuji.” Studi ini muncul di Cell Genomics (2026; DOI: 10.1016/j.xgen.2026.101140).
