Ученые обнаружили вещество, которое могло зажечь жизнь на Земле

Компьютерная визуализация пептида Nickelback. Атомы азота (синие) связывают два атома никеля (оранжевые). Каталитическая сила атомов никеля в такой форме позволяет протекать одной из самых важных для жизни реакций и, возможно, многим другим.

Группа ученых из Ратгерса, занимающаяся поиском первобытных истоков метаболизма - набора основных химических реакций, которые впервые привели в движение жизнь на Земле - идентифицировала часть белка, который может дать ученым подсказки для обнаружения планет, находящихся на грани возникновения жизни.

 

Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, имеет важное значение для поиска внеземной жизни, поскольку дает ученым новую подсказку для поиска, сказал Викас Нанда, исследователь из Центра передовых биотехнологий и медицины (CABM) в Ратгерсе.

 

На основании лабораторных исследований ученые из Ратгерса утверждают, что одним из наиболее вероятных химических кандидатов, положивших начало жизни, был простой пептид с двумя атомами никеля, который они назвали "Nickelback" не потому, что он имеет какое-то отношение к канадской рок-группе, а потому, что его основные атомы азота связывают два критических атома никеля. Пептид - это составная часть белка, состоящая из нескольких элементарных строительных блоков, известных как аминокислоты.

 

"Ученые считают, что где-то между 3,5 и 3,8 миллиардами лет назад произошел переломный момент, что-то, что дало толчок к переходу от пребиотической химии - молекул до жизни - к живым, биологическим системам", - говорит Нанда. "Мы считаем, что толчком к изменению послужили несколько небольших белков-предшественников, которые выполняли ключевые шаги в древней метаболической реакции. И мы думаем, что нашли один из этих "пептидов-первопроходцев"".

 

Ученые, проводившие исследование, входят в группу под руководством Рутгерса под названием "Эволюция наномашин в геосферах и микробных предках" (ENIGMA), которая является частью программы "Астробиология" НАСА. Исследователи пытаются понять, как белки эволюционировали, чтобы стать основным катализатором жизни на Земле.

 

Обследуя Вселенную с помощью телескопов и зондов в поисках признаков прошлой, настоящей или зарождающейся жизни, ученые НАСА ищут специфические "биосигнатуры", которые, как известно, являются предвестниками жизни. По словам Нанды, пептиды, подобные никельбэку, могут стать последней биосигнатурой, используемой НАСА для обнаружения планет, находящихся на грани зарождения жизни.

 

 

Для этого исследователи применили "редукционистский" подход: Они начали с изучения существующих современных белков, которые, как известно, связаны с метаболическими процессами. Зная, что эти белки слишком сложны, чтобы возникнуть на ранних стадиях развития, они проанализировали их базовую структуру.

 

После ряда экспериментов исследователи пришли к выводу, что лучшим кандидатом является Nickelback. Пептид состоит из 13 аминокислот и связывает два иона никеля.

 

Никель, по их мнению, был богатым металлом в ранних океанах. Связанные с пептидом, атомы никеля становятся мощными катализаторами, притягивая дополнительные протоны и электроны и производя газообразный водород. Водород, по мнению исследователей, также был более распространен на ранней Земле и мог быть важнейшим источником энергии для метаболизма.

 

"Это важно, потому что, хотя существует множество теорий о происхождении жизни, очень мало фактических лабораторных тестов этих идей", - сказал Нанда. "Эта работа показывает, что простые ферменты белкового метаболизма не только возможны, но и очень стабильны и активны, что делает их правдоподобной отправной точкой для возникновения жизни".

Источник: sciencedaily.com