Tim naučnika iz Rutgersa posvećen preciziranju prvobitnog porekla metabolizma – skupa ključnih hemijskih reakcija koje su prve pokretale život na Zemlji – identifikovao je deo proteina koji bi naučnicima mogao pružiti tragove za otkrivanje planeta na ivici stvaranja života.
Istraživanje, objavljeno u Science Advances, ima važne implikacije u potrazi za vanzemaljskim životom jer daje istraživačima novi trag koji treba tražiti, rekao je Vikas Nanda, istraživač u Centru za naprednu biotehnologiju i medicinu (CABM) u Rutgersu.
Na osnovu laboratorijskih studija, naučnici iz Rutgersa kažu da je jedan od najverovatnijih hemijskih kandidata koji su pokrenuli život bio jednostavan peptid sa dva atoma nikla koji zovu „Nikelbek“ ne zato što ima ikakve veze sa kanadskim rok bendom, već zato što je njegov osnovni azot. atomi vezuju dva kritična atoma nikla. Peptid je sastavni deo proteina koji se sastoji od nekoliko elementarnih građevinskih blokova poznatih kao aminokiseline.
„Naučnici veruju da je pre negde između 3,5 i 3,8 milijardi godina došlo do prelomne tačke, nečega što je pokrenulo promenu od prebiotičke hemije – molekula pre života – do živih, bioloških sistema“, rekao je Nanda. „Verujemo da je promenu izazvalo nekoliko malih prekursora proteina koji su izvršili ključne korake u drevnoj metaboličkoj reakciji. I mislimo da smo pronašli jedan od ovih ‘pionirskih peptida’.“
Naučnici koji sprovode studiju deo su tima koji vodi Rutgers pod nazivom Evolucija nanomašina u geosferama i mikrobnim precima (ENIGMA), koji je deo programa astrobiologije u NASA-i. Istraživači nastoje da shvate kako su proteini evoluirali da bi postali dominantni katalizator života na Zemlji.
Kada pretražuju univerzum teleskopima i sondama u potrazi za znacima prošlog, sadašnjeg ili novog života, naučnici NASA-e traže specifične „biosignature“ za koje se zna da su predznaci života. Peptidi poput nikla bi mogli da postanu najnoviji biopotpis koji koristi NASA za otkrivanje planeta na ivici stvaranja života, rekao je Nanda.
Originalna podsticajna hemikalija, zaključili su istraživači, morala bi biti dovoljno jednostavna da bi se mogla spontano sastaviti u prebiotskoj supi. Ali on bi morao biti dovoljno hemijski aktivan da bi imao potencijal da uzima energiju iz okoline kako bi pokrenuo biohemijski proces.
Da bi to uradili, istraživači su usvojili „redukcionistički“ pristup: počeli su ispitivanjem postojećih savremenih proteina za koje se zna da su povezani sa metaboličkim procesima. Znajući da su proteini previše složeni da bi se rano pojavili, oni su ih sveli na njihovu osnovnu strukturu.
Nakon niza eksperimenata, istraživači su zaključili da je najbolji kandidat bio Nickelback. Peptid je napravljen od 13 aminokiselina i vezuje dva jona nikla.
Nikl je, smatrali su, bio metal u izobilju u ranim okeanima. Kada su vezani za peptid, atomi nikla postaju moćni katalizatori, privlačeći dodatne protone i elektrone i proizvodeći gas vodonika. Vodonik je, zaključili su istraživači, takođe bio u većoj količini na ranoj Zemlji i bio bi kritičan izvor energije za pokretanje metabolizma.
„Ovo je važno jer, iako postoji mnogo teorija o poreklu života, postoji vrlo malo stvarnih laboratorijskih testova ovih ideja“, rekao je Nanda. „Ovaj rad pokazuje da ne samo da su jednostavni metabolički enzimi proteina mogući, već da su veoma stabilni i veoma aktivni – što ih čini verovatnom polaznom tačkom za život.“
