Пептид Nickelback способствовал возникновению жизни на Земле
Группа ученых идентифицировала часть белка, который может дать ключи к обнаружению планет, находящихся на грани возникновения жизни.
Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, имеет важное значение для поиска внеземной жизни, потому что оно дает новый ключ к поиску, сказал Викас Нанда, ученый из Центра передовых биотехнологий и медицины (CABM) в Университете Рутгерса.
Основываясь на лабораторных исследованиях, ученые говорят, что одним из наиболее вероятных химических кандидатов, запустивших жизнь, был простой пептид с двумя атомами никеля, который они назвали «Nickelback» потому, что в его основе находится азот, атомы которого связывают два критических атома никеля.
Пептид является составной частью белка, состоящего 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 положило начало переходу от пребиотической химии — молекул до возникновения жизни — к живым биологическим системам», — сказал Викас Нанда. «Мы считаем, что это изменение было вызвано несколькими небольшими белками-предшественниками, которые выполняли ключевые этапы древней метаболической реакции. И мы думаем, что нашли один из этих первых пептидов».
Изучая вселенную с помощью телескопов и зондов в поисках признаков прошлой, настоящей или зарождающейся жизни, ученые ищут определенные «биосигнатуры», которые, как известно, являются предвестниками жизни. По словам исследователей, такие пептиды, как Nickelback, могут стать новейшей биосигнатурой, используемой для обнаружения планет, находящихся на грани зарождения жизни.
По мнению исследователей, оригинальное химическое вещество должно быть достаточно простым, чтобы его можно было спонтанно собрать в пребиотический суп. Но оно должно быть химически активным, чтобы иметь возможность брать энергию из окружающей среды для запуска биохимического процесса.
Ученые применили «редукционистский» подход: они начали с изучения существующих современных белков, которые, как известно, связаны с метаболическими процессами. Зная, что белки слишком сложны, чтобы появиться на раннем этапе, они сократили их до базовой структуры.
После серии экспериментов исследователи пришли к выводу, что лучшим кандидатом является Nickelback. Пептид состоит из 13 аминокислот и связывает два иона никеля.
Никель, рассуждали они, был распространенным металлом в ранних океанах. При связывании с пептидом атомы никеля становятся мощными катализаторами, привлекая дополнительные протоны и электроны и производя газообразный водород. Исследователи пришли к выводу, что водорода также было достаточно много на ранней Земле, и он был бы важным источником энергии для метаболизма.
«Наша работа показывает, что простые белковые метаболические ферменты не только возможны, но и очень стабильны и очень активны, что делает их вероятной отправной точкой для жизни» — делают вывод исследователи.