MAPK信号网络协同进化新发现：通路特异性精细调控驱动三级激酶系统扩张

来自国际团队的研究人员针对真核生物中保守的MAPK（丝裂原活化蛋白激酶）三级信号网络（MAP3K-MAP2K-MAPK）的进化起源难题，开发了结合松弛直系同源搜索与迭代系统发育评估的新方法。通过重建关键激酶家族（STE/TKL型MAP3K、MAP2K、MAPK）的进化树，揭示了两轮共进化扩张事件：首次早于真菌-动物分化，第二次早于动物起源。研究发现STE型MAP3K在现存真核生物中广泛保守，而TKL型MAP3K的辐射扩张驱动了下游通路特异性分化，为理解该网络的模块化进化提供了新框架。

　　

这项研究揭开了真核生物核心信号传导网络——三级MAPK（Mitogen-activated protein kinase）系统的进化迷雾。通过创新的两步法（松弛直系同源筛选+迭代系统发育评估），科研人员绘制了MAP3K、MAP2K和MAPK三大激酶家族的精细进化树，如同解码了这些分子开关的"族谱"。

有趣的是，进化树显示出两次关键的"基因大爆发"：第一次发生在真菌和动物分道扬镳之前，第二次则在动物起源前夕。特别引人注目的是，非常规MAPK竟有着多元的进化起源。当把功能研究与进化树叠加分析时，发现STE（Sterile-like）和TKL（Tyrosine kinase-like）两类MAP3K激酶扮演着截然不同的历史角色——STE型如同古老的守夜人，在所有现存真核生物中都保留着MAP3K功能；而TKL型则像后来的革新者，其扩张轨迹与下游MAP2K/MAPK的多样化完美同步。

这些发现暗示：MAPK网络最初可能由STE型MAP3K主导，但随着TKL型激酶的"加盟"，整个系统发生了自上而下的革命性改变——就像交响乐团不断加入新乐器声部，最终演绎出更丰富的通路特异性乐章。该研究不仅为理解细胞信号传导的进化提供了新视角，更展示出系统发育学如何为复杂生物学过程带来突破性假说。