Нове дослідження проливає світло на походження життя на Землі

Вирішуючи одне з найбільш складних питань біології, вчені виявили структури білків, які можуть бути відповідальними за походження життя в зародковому супі стародавньої Землі.

Дослідження опубліковано в журналі Science Advances, розповідається в пресрелізі Ратґерського університету (США).

Дослідники вивчали, як примітивне життя могло виникнути на нашій планеті з простих, неживих матеріалів. Вони вдалися в питання: які властивості визначають життя, яким ми його знаємо, та прийшли до висновку, що будь-що живе повинно було б збирати та використовувати енергію з таких джерел, як Сонце або гідротермальні джерела.

У молекулярному сенсі, це означало б, що здатність перемішувати електрони мала першорядне значення для життя. Оскільки найкращими елементами для перенесення електронів є метали (наприклад, звичайні електричні дроти), а більшість біологічної активності здійснюється білками, дослідники вирішили вивчити комбінацію цього, тобто білки, які зв’язують метали.

Вони порівняли всі теперішні білкові структури, які зв’язують метали, для встановлення будь-яких спільних ознак, виходячи з того, що ці спільні особливості були присутні в білках предків і були диверсифіковані та передані по спадкоємству для створення діапазону білків, які ми спостерігаємо сьогодні.

Новини за подібною темою:

		Хто перший предок сучасних риб?
		Ціанід міг бути провісником життя на ранній Землі
		Надзвичайно токсичне озеро показує як життя могло зберігатися на Марсі

Еволюція білкових структур натякає на розуміння того, як нові виникли з тих, що існували раніше. Тому дослідники розробили обчислювальний метод, який показав, що переважна більшість теперішніх білків, які зв’язують метали, є дещо схожими між собою незалежно від типу металу, з яким вони зв’язуються; організму, з якого вони походять; або функціональності, яка приписується для білка в цілому.

«Ми побачили, що ядра теперішніх білків, які зв’язують метали, дійсно подібні, хоча самі білки можуть і не бути схожими», – сказала провідна авторка дослідження Яна Бромберг, професорка кафедри біохімії та мікробіології Ратґерського університету. «Ми також побачили, що ці ядра зі зв’язуванням металів часто складаються з повторюваних структур, схожих на блоки LEGO. Цікаво, що ці блоки також були знайдені в інших областях білків, не тільки в ядрах зі зв’язуванням металів, а в багатьох інших білках, які не розглядалися у нашому дослідженні. Наше спостереження дозволяє припустити, що перебудови цих маленьких будівельних блоків могли мати одну або невелику кількість спільних предків і призвели до виникнення цілого ряду білків та їхніх функцій, які існують у поточний час — тобто до життя, яким ми його знаємо».

«У нас дуже мало інформації про те, як виникло життя на цій планеті, і наша робота надає раніше недоступне пояснення», — сказала Бромберг, дослідження якої зосереджено на розшифровці ДНК-креслень молекулярного механізму життя. «Це пояснення також потенційно може сприяти нашому пошуку життя на інших планетах і планетарних тілах. Наш висновок про специфічні структурні будівельні блоки також, можливо, мають відношення до зусиль синтетичної біології, де вчені прагнуть заново сконструювати специфічно активні білки».

У цьому дослідженні, фінансованому NASA, також брали участь дослідники з Університету Буенос-Айреса.

• біологія