Musíme ešte úplne odpovedať na otázku, ako vznikol život na našej planéte, ale veda sa neustále približuje – a nová štúdia identifikuje štruktúry proteínov, ktoré by to mohli urobiť.
Po prvé, tím stojaci za štúdiou sa rozhodol začať s predpokladom, že život, ako ho poznáme, závisí od zhromažďovania a využívania energie. V primitívnej polievke starovekej Zeme by táto energia s najväčšou pravdepodobnosťou pochádzala z neba vo forme žiarenia zo Slnka alebo z hĺbky samotnej Zeme ako teplo presakujúce hydrotermálnymi prieduchmi na dne starovekých oceánov.
Na molekulárnej úrovni toto využitie energie znamená prenos elektrónov, základný chemický proces, pri ktorom sa elektrón presúva z jedného atómu alebo molekuly na druhý. na začiatku prenosu elektrónov oxidačno-redukčné reakcie (známe aj ako redoxné reakcie), ktoré sú dôležité pre niektoré základné funkcie života.
Keďže kovy sú najlepšími prvkami na prenos elektrónov a komplexné molekuly nazývané proteíny riadia väčšinu biologických procesov, vedci sa rozhodli spojiť tieto dva a hľadať proteíny, ktoré sa viažu na kovy.
Na porovnanie proteínov na vyhľadávanie kovov sa použil systematický, výpočtový prístup, ktorý odhalil niektoré spoločné charakteristiky zhodné so všetkými z nich – bez ohľadu na funkčnosť proteínu, kov, na ktorý sa viaže, alebo zapojené organizmy.
„Pozorovali sme, že jadrá existujúcich proteínov viažuce kov sú skutočne identické, aj keď samotné proteíny nie sú,“ Mikrobiologička Yana Bromberg hovoríz Rutgers University-New Brunswick v New Jersey.
„Tiež sme pozorovali, že tieto jadrá viažuce kov sa často skladajú z opakovaných podštruktúr, ako sú napríklad bloky Lego. Je zaujímavé, že tieto bloky sa našli aj v iných oblastiach proteínov, nielen v jadrách viažucich kov, ale aj v mnohých iných proteínoch, ktoré neboli v našej štúdii zohľadnené.“
Výskumníci naznačujú, že tieto zdieľané funkcie mohli byť prítomné a fungovať v skorých proteínoch, pričom sa časom zmenili na proteíny, ktoré vidíme dnes – ale zachovávajú si niektoré spoločné štruktúry.
myslenie je Rozpustné kovy v Archaeanskom oceáne, ktorý pokrýval Zem pred tisíckami miliónov rokov, mohli byť použité na prenos energie a následne na miešanie elektrónov potrebné pre biologický život.
„Naše pozorovania naznačujú, že preskupenia týchto malých stavebných blokov môžu viesť k jednému alebo malému počtu spoločných predkov a viedli k celej škále v súčasnosti dostupných proteínov a ich funkcií.“ hovorí bromberg, „To znamená k životu, ako ho poznáme.“
Najmä tím bol schopný identifikovať evolúciu v proteínových záhyboch – tvaroch prijatých proteínmi, keď sa stanú biologicky aktívnymi – ktoré môžu produkovať proteíny, ktoré poznáme dnes, takmer molekulárny projekt ako rodokmeň.
Štúdia tiež dospela k záveru, že biologicky funkčné peptidy, kratšie verzie proteínov, môžu predchádzať najstarším proteínom, ktoré siahajú až do obdobia pred 3,8 miliardami rokov. To všetko prispieva k nášmu chápaniu toho, ako začal život.
Ako vždy, akákoľvek analýza začiatku života na Zemi môže byť dôležitá aj pri hľadaní života na iných planétach, kde život mohol začať (alebo sa už mohol vyvinúť) podobnými biologickými cestami.
„Máme veľmi málo informácií o tom, ako na tejto planéte vznikol život, a naša práca prispieva k predtým nedostupnému vysvetleniu,“ hovorí bromberg, „Toto vysvetlenie by mohlo potenciálne prispieť k nášmu hľadaniu života na iných planétach a planetárnych telesách.
„Náš objav špecifických štrukturálnych stavebných blokov je tiež potenciálne relevantný pre snahy o syntetickú biológiu, kde sa vedci špecificky zameriavajú na výrobu aktívnych proteínov nanovo.“
výskum bol publikovaný v vedecký pokrok,
