Биологи построили модель происхождения жизни на Земле
Ученые провели вычислительное моделирование и выяснили, как на Земле сформировались первые белки
Авторы новой работы исследовали, как примитивная жизнь могла возникнуть на нашей планете из простых неорганических молекул. Они задали себе вопрос, какие свойства определяют жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, и пришли к выводу, что все живые организмы нуждаются в сборе и использовании энергии из таких источников, как Солнце или гидротермальные источники.
С молекулярной точки зрения это означает, что первостепенное значение для жизни имеет способность соединений перемещать электроны. Поскольку лучше всего для переноса электронов подходят металлы, а большая часть биологической активности обуславливается белками, исследователи решили изучить их комбинацию и создали в лаборатории белковые комплексы металлов.
Ученые сравнили все существующие белковые комплексы, содержащие металлы, чтобы выявить у них какие-либо общие черты. Исследователи также предположили, что эти общие черты присутствовали у эволюционных предшественников этих белков и передавались во время эволюции, обуславливая то разнообразие этих химических соединений, которое мы видим сегодня.
Эволюция белковых структур предполагает понимание того, как из ранее существующих структур возникли новые, поэтому исследователи разработали вычислительный метод, благодаря которому обнаружили, что подавляющее большинство существующих в настоящее время белков с металлами, в чем-то похожи, независимо от типа металла, с которым они связываются, организма, из которого они происходят, или функции белка в целом.
«У нас очень мало информации о том, как возникла жизнь на Земле, и эта работа дает ранее недоступное объяснение этому процессу, — сказала Яна Бромберг, профессор кафедры биохимии и микробиологии Университета Ратгерса в Нью-Брансуике. - Это объяснение также потенциально может помочь нашим поискам жизни на других планетах. Обнаружение конкретных структурных строительных блоков также, возможно, имеет отношение к области синтетической биологии, где ученые стремятся сконструировать в лаборатории природные специфически активные белки».