Изследователите от Университета Рутгерс са открили произхода на протеиновите структури, отговорни за метаболизма: прости молекули, които са двигателят на ранния живот на Земята и могат служат като химически сигнали, които НАСА би могла да използва за търсене на живот на други планети.
Проучването, което предполага как са изглеждали най-ранните протеини отпреди 3,5 милиарда до 2,5 милиарда години, е публикувано в списание Proceedings of the National Academy of Sciences.
Учените проследяват еволюцията на ензимите (протеините) от настоящето до дълбокото минало. Решението на пъзела изисква намирането на две липсващи парчета, без които животът на Земята не би могъл да съществува. Изграждайки мрежа, свързана с техните роли в метаболизма, екипът успява да открие липсващите парчета.
"Ние знаем много малко за това как е започнал животът на нашата планета. Тази работа ни позволи да надникнем дълбоко във времето и да предположим кои са били най-ранните метаболитни протеини", заяви съавторът Викас Нанда (Vikas Nanda), професор по биохимия и молекулярна биология в Рутгерс. "Нашите прогнози ще бъдат тествани в лабораторията, за да разберем по-добре произхода на живота на Земята и да предвидим как животът ни могъл да възникне другаде. Ние изграждаме модели на протеини в лабораторията и тестваме дали те могат да предизвикат реакции, критични за ранния метаболизъм."
Екип от Университета Рутгерс, наречен ENIGMA (Evolution of Nanomachines in Geospheres and Microbial Ancestors), провежда изследванията с помощта на НАСА като член на програмата за астробиология на НАСА. Проектът ENIGMA има за цел да разкрие ролята на най-простите протеини, катализирали най-ранните етапи от живота.
„Смятаме, че животът е изграден от много малки строителни блокове и се е появил като комплект Лего, с които са направи клетки и по-сложни организми като нас“, разказа водещият автор Пол Фалковски (Paul Falkowski), главен изследовател на ENIGMA и професор от Университета Рутгерс, Ню Брънсуик, който ръководи лабораторията по биофизика на околната среда и молекулярна екология. „Убедени сме, че сме намерили градивните елементи на живота - набора от LEGO, който в крайна сметка е довел до еволюцията на клетки, животни и растения.“
Екипът на Рутгерс се фокусира върху две протеинови "сгъвки" (folds), които вероятно са първите структури в ранния метаболизъм. Те са фередоксинова сгъвка, която свързва железно-серните съединения, и сгъвкка "Rossmann", която свързва нуклеотидите (градивните блокове на ДНК и РНК). Това са две части от пъзела, които трябва да се вместят в еволюцията на живота.
Протеините са вериги от аминокиселини, а 3D формата на веригата в пространството се нарича сгъвка. Фередоксините са метали, съдържащи се в съвременните протеини и обикалящите електрони около клетките, стимулиращи за метаболизма. Електроните преминават през твърдите тела, течностите и газовете и енергийните живи системи и същата електрическа сила трябва да присъства във всяка друга планетарна система с шанс да поддържа живота.
Има доказателства, че двете сгъвки може да са имали общ предшественик и, ако това е вярно, този прародител може да е бил първият метаболитен ензим в жив организъм.
Справка: Hagai Raanan el al., "Small protein folds at the root of an ancient metabolic network," PNAS (2020). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1914982117
Източник: Scientists have discovered the origins of the building blocks of life, Rutgers University
Още по темата
Космос
На два метеорита е открита рибоза, захар, необходима за възникването на живота
Животът
Важно откритие за произхода на живота: Пептидите могат да се образуват без аминокиселини
Животът
Съвременен протеин доближава учените до познанието за произхода на живота
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари