大约35亿年前，一种单细胞生物，现在被称为LUCA（地球上所有生命的最后一个共同祖先），发展出了从环境中提取氧气的能力。尽管LUCA早已消失，但夏威夷大学微生物学家Maqsudul Alam朝着理解这一改变世界的化学工程壮举的秘密迈出了重要一步。
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LUCA是在无氧或厌氧环境中进化的。但随着海洋和大气中氧气水平的升高，这种细胞不得不发展出一种中和本质上是一种毒素的方法。Alam在研究古菌——另一种原始的单细胞生物时，发现了这种防御机制。Alam研究了两种古菌，一种需氧，另一种厌氧。他分离出一种名为原球蛋白的关键化合物，它可以保护厌氧古菌免受氧气的毒性影响。“原球蛋白是古菌的鼻子和手，”他说。“它感知氧气，结合氧气，并在氧气造成任何损害之前将其从细胞中移除。” 原球蛋白，或者类似的东西，显然为LUCA提供了类似的防御。但这只是故事的一半。当Alam纯化原球蛋白以研究其结构时，他发现这种分子看起来惊人地像稀释的血液。事实上，原球蛋白结合和释放氧气的方式与血红蛋白通过血液运输氧气的方式相同。Alam认为，虽然LUCA最初进化出原球蛋白是为了防御氧气，但其后代发展出了一种变体分子——血红蛋白，将氧气从毒素转变为营养物质。 这一创新使生命能够扩展到新的环境中，并为所有呼吸氧气的生物奠定了基础，Alam说。
下一步是创建一个计算机模型来解释原球蛋白的工作原理。Alam希望这样的模型能够让他解开原球蛋白的遗传变化，并回答他所说的价值6400万美元的问题：原球蛋白是如何进化到通过多细胞生物的身体运输氧气的？
