Древний Nickelback: найдено соединение, которое могло спровоцировать возникновение жизни на Земле
Кажется, что первые живые организмы появились довольно скоро после рождения самой Земли — но как? В какой-то момент неживой материал должен был начать выполнять биологические функции, и выяснение того, как это произошло, станет одним из самых важных прорывов в истории науки.
В последние годы ученые проводят эксперименты с искусственной эволюцией и варят первичные супы, чтобы исследовать виды химических реакций, которые могли произойти на ранней Земле, чтобы начать складывать строительные блоки жизни в живые организмы. Однако в новом исследовании ученые из Университета Рутгерса и Городского колледжа Нью-Йорка работали в обратном от современной биологии направлении, чтобы найти возможную отправную точку развития жизненных форм.
«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, — рассказал Викас Нанда, автор исследования. — 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 "пептидов-первопроходцев".
Согласно рассуждениям исследователей, любое потенциальное химическое вещество-предшественник должно быть достаточно активным, чтобы управлять биохимическими процессами. Но при этом оно должно оставаться достаточно простым, чтобы спонтанно собираться в первичном бульоне. Поэтому, чтобы найти подходящего кандидата, команда сократила современные метаболические белки до их самой базовой структуры.
После долгих экспериментов появился один особенно многообещающий кандидат — пептид, состоящий всего из 13 аминокислот, который связывает два иона никеля со своей основной цепью. Таким образом, ученые дали молекуле прозвище «никельбэк».
Команда говорит, что этот пептид, похоже, отвечает всем требованиям. Мало того, что сам по себе он простой; ученые также отмечают, что никель был весьма распространенным металлом в океанах молодой Земли. И, конечно же, он очень химически активен — ионы никеля действуют как сильные катализаторы для производства газообразного водорода, который был бы ключевым источником энергии для метаболических процессов.
Конечно, это не обязательно означает, что никельбэк несет особую ответственность за всю жизнь на Земле, но именно он может помочь нам понять то, как зародилась жизнь. Его исследования также могут привести к появлению новых биосигнатур, которые астрономы смогут использовать для поиска жизни на других планетах.