Posibil a fost identificată forma primelor blocuri de viaţă ce datează cu acum 3,5 miliarde de ani, datorită unei noi încercări de a prevedea aranjamentele moleculare a primelor proteine de pe planetă.
Vedeţi şi: Oamenii de știință pretind că au găsit pentru prima dată o proteină extraterestră într-un meteorit
Utilizând modelarea computațională, pentru a simula configurația moleculelor străvechi ce nu mai există acum pe Pământ, oamenii de știință au trasat conturul a ceea ce ei susțin că ar putea fi un strămoș comun al familiilor moderne de enzime, ce permit vieții moderne să prospere prin catalizarea reacțiilor de transfer de electron.
“Viaţa pe Pământ este electrică”, explică cercetătorii de la Universitatea Rutgers pe site-ul web ENIGMA (en), un laborator dedicat studierii Evoluției Nanomaşinilor în Geosfere şi Strămoși Microbieni (Evolution of Nanomachines In Geospheres and Microbial Ancestors).
Vedeţi şi: O nouă tehnologie ecologică generează electricitate “din aer”
“Circuitul electronic este catalizat de un mic subset de proteine ce funcționează ca nanomaşine sofisticate”
Dar cum arătau aceste proteine primordiale, în urmă cu milioane de milenii?
Aceasta este o necunoscută colosală, şi un lucru ce justifică existenţa laboratorului ENIGMA, parţial finanțat de NASA, în cadrul programului de astrobiologie al agenției spațiale.
Bineînțeles, aceasta nu este o întrebare ușoară, având în vedere că enzimele în cauză datează din Eonul Arhaic – ce a existat aproximativ de la 4 la 2,5 miliarde de ani în urmă – şi sunt de mult timp dispărute.
Cu toate acestea, viaţa trebuia să vină de undeva.
“Noi credem că viaţa a fost zidită din blocuri de construcție foarte mici şi a apărut ca un set Lego pentru a creea celule şi organisme din ce în ce mai complexe, la fel ca noi”, spune fizicianul de mediu şi investigatorul principal al ENIGMA (en), Paul G. Falkowski, de la Universitatea Rutgers – New Brunswick.
Vedeţi şi: A fost creat primul organism viu din lume cu ADN-ul complet reproiectat
“Noi credem că am găsit blocurile de viaţă – setul Lego ce a dus, în cele din urmă, la evoluția celulelor, animalelor şi plantelor”.
În studiu, cercetătorii au analizat şi comparat structurile proteice 3D existente, pentru a vedea dacă ar putea determina un strămoș comun ce s-ar putea potrivi cel mai bine cu forma din trecutul îndepărtat al proteinei.
Mai exact, cercetătorii au căutat să cuantifice asemănările dintre faldurile proteice – formele pe care lanțurile de aminoacizi le iau în trei dimensiuni – pentru a găsi un model topologic simplu a ceea cum ar putut fi arăta moleculele de proteine străvechi mult timp în urmă, înainte de a deveni mai complexe şi diverse de-a lungul a miliarde de ani.
Vedeţi şi: Prima detectare a zaharurilor în meteoriți ne oferă indicii despre originea vieții
“Noi am descoperit că două falduri recurente au fost esențiale pentru originea metabolismului”, explică cercetătorii în lucrarea lor (en).
“Aceste două falduri probabil au împărtășit un strămoș comun, care prin duplicare, restabilire şi diversificare, a evoluat pentru a cataliza şi facilita transferul de electroni la etapa foarte timpurie a metabolismului”.
Cele două falduri pe care le-au găsit, au fost falduri de feredoxină (en), ce leagă compuși de fier-sulf şi faldurile similare cu cele Rossman (en), structuri proteice asemănătoare cu cele ce leagă nucleotidele.
Aceasta s-ar putea părea nesemnificativ, dar acele structuri de bază – ce ele însăși ar fi putea avea un strămoș unic – ar fi putut fi șablonul structural pentru proteinele străvechi ce au făcut totul posibil aici pe Pământ (din punct de vedere metabolic).
“Noi presupunem că primele proteine au fost peptide mici, simple (proteine lanțuri foarte scurte) ce extrăgeau energie din mediu sub formă de molecule ce donează electroni în ocean / atmosferă / roci şi le mutau în alte molecule ce acceptă electroni”, a declarat pentru Cosmos, Vikas Nanda, un membru al echipei şi biologul molecular.
“Energia este eliberată de această reacție de transfer de electroni şi aceasta constituie energia ce stimulează viaţa”.
Desigur, echipa recunoaște că abordarea lor de modelare, bazată pe compararea topologiilor proteice, este capabilă să demonstreze doar descendenţe ipotetice.
Cu alte cuvinte, acesta este doar ceea cum ei îşi închipuie că arătau primele proteine.
Noi nu avem de unde şti sigur, având în vedere limitele acestui tip de cercetare.
“În domeniul unei interferenţe evolutive de ‘timp adânc’ (deep time)”, spun ei (en), “noi, mai degrabă, decât să dovedim cu certitudine ceea ce s-a întâmplat, suntem neapărat limitaţi să deducem doar ceea ce s-ar fi putut întâmpla”.
Dar acest lucru nu înseamnă că alte experimente nu pot merge mai departe în trasarea arborelui genealogic al vieţii.
Echipa subliniază că, la fel ca şi alţi cercetători, încearcă de fapt să recreeze versiuni funcționale ale acestor tipuri de proteine în laborator.
Dacă vor avea sorți de izbândă, aceasta ne va aduce cu un pas mai aproape de înţelegerea modului în care biochimia a apărut din geochimie (en), spun cercetătorii – ceva ce ne-ar putea ajuta să identificăm blocurile de construcție ale vieţii, dincolo de Pământ.
“În cele din urmă, obiectivul nostru ţine de încercarea de a informa viitoarele misiuni ale NASA, despre detectarea vieții pe corpurile planetare din zonele locuibile”, se explică pe site-ul ENIGMA.
“Efortul nostru oferă o cale unică spre potențialele caracteristici chimice la scară planetară ce ar putea rezulta din chimia abiotică, lucru care trebuie înţeles dacă dorim să identificăm biosemnăturile unice pe alte lumi”.
Rezultatele au fost prezentate în PNAS.
Lasă un răspuns