Новое исследование проливает свет на происхождение жизни на Земле

Чтобы ответить на один из самых оставшихся без ответа вопросов в биологии, команда под руководством Рутгерса обнаружила структуры белков, которые могут быть ответственны за происхождение жизни в первобытном рагу на древней Земле.

Исследование появляется в журнале научный прогресс.

Исследователи обнаружили, как примитивная жизнь на нашей планете возникла из простых неживых материалов. Они спросили, какие свойства определяют жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, и пришли к выводу, что все живое должно собирать и использовать энергию из таких источников, как солнце или гидротермальные источники.

С молекулярной точки зрения это может означать, что способность перетасовывать электроны имеет решающее значение для жизни. Поскольку лучшие предметы для Электронный перенос Являются металлами (вспомните стандартные электрические провода) и большая часть биологической активности осуществляется белками, исследователи решили исследовать комбинацию двух, то есть белков, которые связывают металлы.

Сравнить все белок Структуры, которые связывают минералы, чтобы установить какие-либо общие черты, основанные на гипотезе о том, что эти общие черты присутствовали в белках предков, разнообразились и передавались, чтобы сформировать набор белков, которые мы видим сегодня.

Эволюция белковых структур влечет за собой понимание того, как новые складки возникают из ранее существовавших складок, поэтому исследователи разработали вычислительный метод, который обнаружил, что подавляющее большинство существующих белков, связывающих металлы, довольно похожи независимо от типа металла, с которым они связываются, и организм, в котором они находятся. исходят из или функции, возложенной на белок в целом.

«Мы видели, что связывающие металлы ядра присутствующих белков на самом деле похожи, даже если сами белки могут быть разными», — сказала ведущий автор исследования Яна Бромберг, профессор кафедры биохимии и микробиологии Университета Рутгерса в Нью-Брансуике. . «Мы также видели, что эти ядра, связывающие металл, часто состоят из повторяющихся структур, вроде блоков LEGO. Как ни странно, эти скопления также обнаруживаются в других областях белков, а не только в ядрах, связывающих металл, и во многих других белках. Наше наблюдение предполагает, что перестройки этих небольших строительных блоков могли иметь одного или несколько общих предков и дали начало всему спектру белков и их функций, доступных в настоящее время, то есть для жизни как мы знаем это.»

«У нас очень мало информации о том, как зародилась жизнь на этой планете, и наша работа способствует объяснению, которое ранее было недоступно», — сказал Бромберг, чьи исследования сосредоточены на расшифровке ДНК-чертежей молекулярного механизма жизни. «Эта интерпретация может также способствовать нашим поискам жизни на других планетах и ​​планетарных телах. Наше открытие конкретных структурных строительных блоков также, вероятно, будет иметь отношение к усилиям синтетической биологии, поскольку ученые стремятся заново создавать особенно активные белки».

В исследовании, которое финансировалось НАСА, приняли участие исследователи из Университета Буэнос-Айреса.