Стародавні білки дають нові підказки про походження життя на Землі
Дослідники використовували лабораторне моделювання, щоб відтворити умови ранньої Землі, і виявили, що еволюція стародавніх білків у всі форми життя на планеті, включаючи рослини, тварин і людей, була б неможливою без певних амінокислот. Відкриття ролі амінокислот у формуванні генетичного коду стародавніх мікроорганізмів проливає нове світло на вікову таємницю походження життя на Землі.
«Ви бачите однакові амінокислоти в кожному організмі, від людини до бактерій і архей, і це тому, що все на Землі пов’язано через це дерево життя, яке має походження, організм, який був предком усіх живих істот», — сказав Стівен Фрід, хімік Джона Гопкінса, який керував дослідженням разом із вченими з Карлового університету в Чехії. «Ми описуємо події, які вплинули на те, чому цей предок отримав ті амінокислоти».
У лабораторії дослідники імітували первинний синтез білка 4 мільярди років тому, використовуючи альтернативний набір амінокислот, які були у великій кількості до появи життя на Землі.
Вони виявили, що стародавні органічні сполуки інтегрували у свою біохімію амінокислоти, які найкраще підходять для згортання білка. Іншими словами, життя на Землі процвітало не лише тому, що деякі амінокислоти були доступні та легко вироблялися в стародавніх середовищах існування, але й тому, що деякі з них особливо добре допомагали білкам приймати певні форми для виконання важливих функцій.
«Згортання білка в основному дозволяло нам робити еволюцію ще до того, як на нашій планеті з’явилося життя», — сказав Фрід. «Ви могли мати еволюцію раніше, ніж у вас була біологія, ви могли мати природний відбір хімічних речовин, які корисні для життя, ще до того, як з’явилася ДНК ».
Не зважаючи на те, що первісна Земля мала сотні амінокислот, усі живі істоти використовують однакові 20 із цих сполук. Фрід називає ці сполуки «канонічними». Але науці важко було визначити, що такого особливого — якщо взагалі таке — у цих 20 амінокислотах.
У перші мільярди років атмосфера Землі складалася з ряду газів, таких як аміак і вуглекислий газ, які реагували з високим рівнем ультрафіолетового випромінювання, створюючи деякі з простіших канонічних амінокислот. Інші прибули через спеціальне доставляння метеоритами, які представили змішаний мішок інгредієнтів, які допомогли життю на Землі завершити набір із 10 «ранніх» амінокислот. Як з’явилася решта – відкрите питання, на яке команда Фріда намагається відповісти за допомогою нового дослідження, особливо тому, що ці космічні камені принесли набагато більше, ніж «сучасні» амінокислоти.