Shkencëtarët identifikojnë “peptidin pionier” që mund të ketë ndezur jetën në Tokë

Një ekip shkencëtarësh të Universitetit Rutgers, të përkushtuar për të identifikuar origjinën fillestare të metabolizmit – një grup reaksionesh kimike thelbësore që nxitën fillimisht jetën në Tokë – ka identifikuar një pjesë të një proteine që mund t’u sigurojë shkencëtarëve të dhëna për zbulimin e planetëve në prag të prodhimit të jetës.

Hulumtimi, i publikuar më 10 mars në revistën Science Advances, ka implikime të rëndësishme në kërkimin e jetës jashtëtokësore, sepse u jep studiuesve një të dhënë të re për të kërkuar, tha Vikas Nanda, një studiues në Qendrën për Bioteknologji dhe Mjekësi të Avancuar (CABM). në Rutgers.

Bazuar në studimet laboratorike, shkencëtarët e Rutgers thonë se një nga kandidatët kimikë më të mundshëm që nisi jetën ishte një peptid i thjeshtë me dy atome nikeli që ata po e quajnë “Nickelback” jo sepse ka të bëjë me grupin kanadez të rock-ut, por sepse azoti i tij në shtyllën kurrizore. atomet lidhin dy atome kritike të nikelit. Një peptid është një përbërës i një proteine të përbërë nga disa blloqe ndërtuese elementare të njohura si aminoacide.

“Shkencëtarët besojnë se diku midis 3.5 dhe 3.8 miliardë vjet më parë ka pasur një pikë kthese, diçka që nisi ndryshimin nga kimia prebiotike – molekulat para jetës – në sisteme të gjalla, biologjike,” tha Nanda. “Ne besojmë se ndryshimi u nxit nga disa proteina të vogla pararendëse që kryen hapa kyç në një reaksion të lashtë metabolik. Dhe ne mendojmë se kemi gjetur një nga këto ‘peptide pioniere’.”

Shkencëtarët që kryejnë studimin janë pjesë e një ekipi të udhëhequr nga Rutgers të quajtur Evolucioni i Nanomachines në Gjeosfera dhe Paraardhësit Mikrobikë (ENIGMA), i cili është pjesë e programit të Astrobiologjisë në NASA. Studiuesit po kërkojnë të kuptojnë se si proteinat evoluan për t’u bërë katalizatori mbizotërues i jetës në Tokë.

Kur pastrojnë universin me teleskopë dhe sonda për shenja të jetës së kaluar, të tashme ose në zhvillim, shkencëtarët e NASA-s kërkojnë për “biosfirma” specifike të njohura si pararojë të jetës. Peptidet si nickelback mund të bëhen biosfirma më e fundit e përdorur nga NASA për të zbuluar planetët në prag të prodhimit të jetës, tha Nanda.

Një kimikat origjinal nxitës, arsyetuan studiuesit, do të duhej të ishte mjaft i thjeshtë që të mund të grumbullohej spontanisht në një supë prebiotike. Por do të duhej të ishte mjaftueshëm kimikisht aktiv për të zotëruar potencialin për të marrë energji nga mjedisi për të drejtuar një proces biokimik.

Për ta bërë këtë, studiuesit adoptuan një qasje “reduktuese”: Ata filluan duke ekzaminuar proteinat ekzistuese bashkëkohore që dihet se lidhen me proceset metabolike. Duke ditur se proteinat ishin shumë komplekse për t’u shfaqur herët, ata i zvogëluan ato në strukturën e tyre bazë.

Pas disa sekuencash eksperimentesh, studiuesit arritën në përfundimin se kandidati më i mirë ishte Nickelback. Peptidi përbëhet nga 13 aminoacide dhe lidh dy jone nikeli.

Ata arsyetuan se nikeli ishte një metal i bollshëm në oqeanet e hershme. Kur lidhen me peptidin, atomet e nikelit bëhen katalizatorë të fuqishëm, duke tërhequr protone dhe elektrone shtesë dhe duke prodhuar gaz hidrogjeni. Hidrogjeni, arsyetuan studiuesit, ishte gjithashtu më i bollshëm në Tokën e hershme dhe do të kishte qenë një burim kritik energjie për të fuqizuar metabolizmin.

“Kjo është e rëndësishme sepse, ndërsa ka shumë teori për origjinën e jetës, ka shumë pak teste laboratorike aktuale të këtyre ideve,” tha Nanda. “Kjo punë tregon se, jo vetëm që janë të mundshme enzimat e thjeshta metabolike të proteinave, por se ato janë shumë të qëndrueshme dhe shumë aktive – duke i bërë ato një pikënisje të besueshme për jetën.”