Ученые определили химическую реакцию, которая могла вызвать жизнь на Земле

Ключом оказался пептид под названием nickelback.

Где-то в самом начале истории Земли однажды наступил очень важный момент: химические реакции в смеси органических молекул начали подпитываться «изнутри». То, как могла выглядеть эта первая метаболическая реакция, остается предметом спекуляций. Она должна была быть достаточно простой, чтобы возникать из различных компонентов, которые уже присутствовали на планете, но все же достаточно эффективной, чтобы служить катализатором в окружающей среде.

В новом исследовании ученые из Университета Рутгерса и Городского колледжа Нью-Йорка в США идентифицировали белок, который, возможно, сыграл решающую роль в возникновении жизни, какой мы ее знаем, – простой пептид получил название nickelback.

Это не дань уважения известной канадской рок-группе, а скорее отсылка на основу белка, состоящую из цепочки аминокислот и двух атомов азота, связанных с парой атомов никеля. Это открытие может не только пролить больше света на то, как зародилась жизнь на Земле, но и дать астрономам еще один ключ к поиску жизни на других планетах, где эти важные химические ингредиенты только начинают формироваться.

Чтобы получить окончательный дизайн пептида, ученые начали с современных белков, которые приводят в действие метаболические процессы, имеющие решающее значение для управления многими биохимическими реакциями. Древние белки должны были быть намного проще, поэтому эти белки затем были разбиты на самые примитивные части.

Серия экспериментов показала, что nickelback является самым вероятным кандидатом, поскольку он оказался достаточно прост, чтобы образоваться на пребиотической Земле, но достаточно сложен, чтобы брать энергию из окружающей среды и что-то с ней делать. Он использует в общей сложности 13 аминокислот. Эти молекулы часто называют «кирпичиками» для белков и самой жизни.

Фото: The Nanda Laboratory

К этому базовому каркасу прикрепились два атома никеля, которые могли бы присоединить и отразить основную активность в двух древних белках, которые продолжают играть важную роль в метаболизме и сегодня.

Никель был распространенным металлом в самых первых океанах нашей планеты. Важно отметить, что при связывании с пептидом атомы никеля действуют как катализатор при высвобождении газообразного водорода, который был жизненно важным источником энергии миллиарды лет назад. Важно, что команда ученых смогла показать все эти процессы, работающие в лаборатории.

Если nickelback сыграл значительную роль в зарождении жизни на Земле, разумно предположить, что он может формироваться и на других планетах – возможно, на планетах, которые пока не так далеко продвинулись в своей эволюции, как мы.

Исследователи используют биосигнатуры, чтобы искать жизнь за пределами Солнечной системы. Эти химические следы могут свидетельствовать о том, что организмы присутствуют и могут развиваться на других планетах. Nickelback потенциально может быть добавлен в этот список биосигнатур.

«Эта работа показывает, что простые белковые метаболические ферменты возможны, и что они очень стабильны и активны, что делает их вероятной отправной точкой для жизни», – заключает Нанда.

В созвездии Лиры нашли две водные экзопланеты

читать