Znanstvenici identificirali tvar koja je možda potaknula život na Zemlji
Tim Rutgersovih znanstvenika posvećenih utvrđivanju prvobitnog porijekla metabolizma - skupa ključnih kemijskih reakcija koje su pokrenule život na Zemlji - identificirao je dio proteina koji bi znanstvenicima mogao pružiti tragove za otkrivanje planeta na rubu stvaranja života.
Istraživanje, objavljeno u Science Advances, ima važne implikacije u potrazi za izvanzemaljskim životom jer daje znanstvenicima novi trag koji treba istražiti, rekao je Vikas Nanda, istraživač u Centru za naprednu biotehnologiju i medicinu (CABM) u Rutgersu.
Temeljem laboratorijskih studija, znanstvenici iz Rutgersa kažu da je jedan od najvjerojatnijih kemijskih kandidata koji su pokrenuli život bio jednostavan peptid s dva atoma nikla koji nazivaju "Nickelback", ne zato što ima ikakve veze s kanadskim rock bendom, već zato što njegovi atomi dušika povezuju dva kritična atoma nikla. Peptid je sastavni dio proteina koji se sastoji od nekoliko elementarnih građevnih blokova poznatih kao aminokiseline.
"Znanstvenici vjeruju da je prije otprilike 3,5 do 3,8 milijardi godina postojala prijelomna točka, nešto što je pokrenulo promjenu od prebiotičke kemije — molekula prije života — do živih, bioloških sustava", rekao je Nanda. "Vjerujemo da je promjenu izazvalo nekoliko malih prekursorskih proteina koji su izveli ključne korake u drevnoj metaboličkoj reakciji. I mislimo da smo pronašli jedan od ovih 'pionirskih peptida'."
Znanstvenici koji provode studiju dio su Rutgersovog tima pod nazivom Evolution of Nanomachines in Geospheres and Microbial Ancestors (ENIGMA), koji je dio Astrobiološkog programa u NASA-i. Znanstvenici nastoje razumjeti kako su proteini evoluirali da bi postali dominantni katalizator života na Zemlji.
Dok pretražuju svemir teleskopima i sondama tražeći znakove života u prošlosti i sadašnjosti ili života u nastajanju, NASA-ini znanstvenici traže specifične "biopotpise" za koje se zna da su vjesnici života. Peptidi poput nickelbacka mogli bi postati najnoviji biopotpis koji NASA koristi za otkrivanje planeta na rubu stvaranja života, rekao je Nanda.
Izvorna kemikalija za poticanje, zaključili su znanstvenici, trebala bi biti dovoljno jednostavna da bi se mogla spontano sastaviti u „prebiotičku juhu”. Ali mora biti dovoljno kemijski aktivna da posjeduje potencijal preuzimanja energije iz okoliša za pokretanje biokemijskog procesa.
Da bi to učinili, znanstvenici su usvojili "redukcionistički" pristup: započeli su ispitivanjem postojećih suvremenih proteina za koje se zna da su povezani s metaboličkim procesima. Znajući da su proteini bili previše složeni da bi se rano pojavili, sveli su ih na njihovu osnovnu strukturu.
Nakon niza eksperimenata, znanstvenici su zaključili da je najbolji kandidat Nickelback. Peptid se sastoji od 13 aminokiselina i veže dva iona nikla.
Nikal je, zaključili su, bio rasprostranjen metal u ranim oceanima. Kada se vežu za peptid, atomi nikla postaju moćni katalizatori, privlačeći dodatne protone i elektrone te proizvodeći plin vodik. Također, znanstvenici su zaključili da je ranije na Zemlji vodika bilo u izobilju i bio je kritičan izvor energije za pokretanje metabolizma.
"Navedeno je važno jer, iako postoji mnogo teorija o podrijetlu života, postoji vrlo malo stvarnih laboratorijskih testova tih ideja", rekao je Nanda. "Ovaj rad pokazuje ne samo da su jednostavni metabolički enzimi proteina mogući, već i da su vrlo stabilni i vrlo aktivni - što ih čini vjerojatnim polazištem za život."
Izvor: Phys