Naukowcy identyfikują reakcję chemiczną, która mogła dać początek życiu na Ziemi: ScienceAlert

Był krytyczny punkt na początku historii Ziemi, kiedy reakcje chemiczne wśród mieszaniny cząsteczek organicznych zaczęły przebiegać od wewnątrz, tworząc coś, co moglibyśmy zacząć uważać za biologiczne.

Jak może wyglądać ta pierwsza reakcja metaboliczna, pozostaje kwestią spekulacji. Musiało być wystarczająco proste, aby wyłonić się z różnych komponentów, które prawdopodobnie już istnieją, a jednocześnie wystarczająco skuteczne, aby działać jako katalizator zmian w swoim środowisku.

Zespół naukowców z Rutgers University i City College of New York w USA zidentyfikował białko, które mogło odegrać kluczową rolę w zapoczątkowaniu życia, jakie znamy – i jest to proste. peptyd Dzwonią do Nickelbacka.

To nie jest hołd dla celebrytów Kanadyjski zespół rockowyJest to raczej odniesienie do szkieletu białkowego, który składa się z łańcucha aminokwasów i dwóch atomów azotu związanych z parą atomów niklu.

To odkrycie może nie tylko rzucić więcej światła na to, jak zaczęło się życie na Ziemi, ale może również dać astronomom kolejną wskazówkę w poszukiwaniu życia na innych planetach, gdzie te podstawowe składniki chemiczne zaczęły się formować.

„Naukowcy uważają, że gdzieś między 3,5 a 3,8 miliarda lat temu nastąpił punkt zwrotny, coś, co zapoczątkowało przejście od chemii prebiotycznej – cząsteczek przed życiem – do żywych systemów biologicznych” On mówi Biochemik i biolog molekularny Vikas Nanda z Rutgers University w New Jersey.

„Uważamy, że ta zmiana została wywołana przez kilka małych protobiałek, które wykonały kluczowe etapy starożytnej reakcji metabolicznej. Uważamy, że znaleźliśmy jeden z tych wiodących peptydów”.

Aby przejść do ostatecznego projektu peptydu, naukowcy rozpoczęli od współczesnych białek, które wspierają krytyczne procesy metaboliczne w kierowaniu wieloma reakcjami biochemicznymi. Starożytne białka były znacznie łatwiejsze do wytworzenia, więc te białka zostały następnie podzielone na ich podstawowe części.

W serii eksperymentów uzyskano nikiel jako potencjalnego kandydata, który jest wystarczająco prosty do powstania na prebiotycznej Ziemi, a jednocześnie wystarczająco złożony, aby pobierać energię ze środowiska i coś z nią zrobić. Wykorzystuje łącznie 13 aminokwasów. Cząsteczki te są często opisywane jako „cegiełki” białek, a nawet samego życia.

Do tego podstawowego rusztowania dwa atomy Ni mogą przyczepić się i odwrócić podstawową aktywność grupy Fe-Ni [NiFe] hydrogenaza i grupa niklowo-niklowa Syntaza acetylo-CoAktóre są dwoma starożytnymi białkami, które nadal odgrywają ważną rolę w dzisiejszym metabolizmie.

Nikiel był powszechnie występującym metalem we wczesnych oceanach naszej planety. Co najważniejsze, po związaniu z peptydem atomy niklu działają jak katalizator w uwalnianiu gazowego wodoru, który miliardy lat temu byłby istotnym źródłem energii. Co najważniejsze, zespół był w stanie pokazać wszystkie te procesy pracujące w laboratorium.

„Jest to ważne, ponieważ chociaż istnieje wiele teorii na temat pochodzenia życia, istnieje bardzo niewiele rzeczywistych testów laboratoryjnych tych idei” On mówi Nanda.

Jeśli Nickelback odegrał znaczącą rolę w zapoczątkowaniu życia na Ziemi, to rozsądne jest założenie, że mogło ono powstać również na innych planetach – być może na planetach nie tak odległych w swojej ewolucji jak my.

Naukowcy wykorzystują tak zwane biosygnatury do poszukiwania życia we wszechświecie, które są śladami chemicznymi, które mogą wskazywać na obecność lub rozwój organizmów. Nickelback można dodać do listy podpisów życiowych.

Spojrzenie wstecz na początki życia na Ziemi nie jest łatwe, ale dzięki kilku sprytnym technikom, które działają wstecz od dzisiaj, stopniowo uzyskujemy lepsze wyobrażenie o tym, jak złożone życie powstało na początku.

„Ta praca pokazuje, że nie tylko proste enzymy metabolizujące białka są możliwe, ale że są one również bardzo stabilne i bardzo aktywne – co czyni je wiarygodnym punktem wyjścia do życia”. On mówi Nanda.

Badania opublikowane w Postęp nauki.