З чого почалося життя: вчені відкрили найпершу на Землі речовину

• Понад 3 млрд років тому відбулася невідома подія, що, як вважають біохіміки, спричинила появу першої біологічної системи.
• Найвірогідніше, це була хімічна реакція з білком, але яким саме, невідомо. Найближче до відповіді наблизилися вчені зі США.
• Науковці провели низку складних експериментів, поділивши білки на такі, якими вони були мільярди років тому. Далі комп’ютер підібрав найбілш підходящий за всіма параметрами варіант.

Нікельбек, найімовірніше, є першої речовиною, яка спричинила виникнення біосфери планети. Це найпростіший білок, що складається з амінокислот і азоту, атоми якого пов’язує нікель. Саме мікрочастинки цього металу діють як каталізатор для вивільнення джерела енергії, яке було життєво важливими мільярди років тому.

Раніше Заборона розповідала про приголомшливе відкриття американських учених.

Нікельбек: що з’ясували науковці

Біохіміки вважають, що на початку історії Землі стався критичний момент, коли хімічні реакції між сумішшю органічних молекул почали утворювати зародки живих організмів. По суті це мала б бути перша метаболічна реакція. Науковці десятиліттями намагаються з’ясувати, яка саме речовина її спричинила, пише Science Alert.

Команді дослідників з університету Рутгерса та Міського коледжу Нью-Йорка, що у США, ймовірно, вдалося ідентифікувати її. 

«Десь між 3.5 і 3.8 млрд років тому відбулася переломна точка, те, що поклало початок зміні від пребіотичної хімії — молекул до життя — до живих біологічних систем. Ми вважаємо, що вона була викликана кількома невеликими білками-попередниками, які виконали ключові етапи в давній метаболічній реакції. І ми думаємо, що знайшли один із цих піонерських пептидів», — каже біохімік і молекулярний біолог Вікас Нанда.

Щоб знайти елемент, вчені розділили білки на пептиди — найпростіші складові, адже у дожиттєву епоху вони мали б бути саме такими. Потім за допомогою комп’ютерного програмування створили кілька моделей хімічних реакцій з різними сполуками. Експеримент показав, що найімовірнішим варіантом є пептид, який назвали нікельбек.

Він досить простий, щоб утворитися на добіотичній Землі, але водночас достатньо складний, щоб брати енергію з навколишнього середовища та перетворювати її. 

Пептид складається з 13 амінокислот — це своєрідні будівельні блоки для білків і фактично для самого життя — і двох атомів азоту, пов’язаних з парою атомів нікелю. Останній, метал, який був досить поширеним в океані у доісторичну епоху. Звідси і назва nickelback (а не на честь однойменного рок-гурту). 

Науковці виявили, що при зв’язуванні з пептидом атоми нікелю діють як каталізатор у вивільненні газоподібного водню, який був життєво важливим джерелом енергії мільярди років тому. Всі ці процеси вдалося відтворити у лабораторії, що слугує ще одним підтвердженням правильності чи принаймні близькості теорії до істини.

Відкриття важливе не тільки тому, що проливає світло на зародження життя на Землі. Це ще й підказка для його пошуків на інших планетах.

Так, якщо нікельбек зіграв таку роль при формуванні біоречовин на нашій планеті, то можна припустити, що він виконує/виконував ту ж функцію на інших подібних космічних тілах.

Для пошуків слідів життя у Всесвіті астрономи використовують  біосигнатури — це хімічні сполуки та їх сліди, пов’язані з будь-якими процесами життєдіяльності. Nickelback можуть додати до цього списку, після чого зразки космічних порід аналізуватимуть і на його вміст. Теоретично, це допоможе знайти планети, на яких тільки зароджується або навпаки колись існувало біосфера.

«Ця робота показує, що не тільки можливі прості білкові метаболічні ферменти, але й те, що вони дуже стабільні та дуже активні, що робить їх вірогідною відправною точкою для життя», — резюмував Вікас Нанда.

Раніше Заборона розповідала про науковий експеримент, який заперечив одне з основних тверджень про формування білків. Це може стати ключовим відкриттям для розгадки процесів старіння мозку.