В началото на историята на Земята е имало критичен момент, в който химичните реакции сред смесицата от органични молекули са започнали да се захранват отвътре, образувайки нещо, което бихме могли да наречем биологично. Екип от учени твърди, че може би е намерил органичен елемент, чийто синтез е поставил началото на живота, такъв какъвто го познаваме.
Как точно е изглеждала тази първа метаболитна реакция остава предмет на спекулации. Тя трябва да е била достатъчно проста, за да се появи от различни компоненти, които вероятно вече са присъствали, но все пак достатъчно ефективна, за да служи като катализатор на промените в околната среда.
Изследователи от Университета "Рътгърс" и The City College of New York в САЩ идентифицираха протеин, който може да е изиграл решаваща роля за началото на живота - прост пептид, който те наричат никелбек.
Това не е почит към известната канадска рок група, а по-скоро препратка към гръбнака на протеина, състоящ се от верига аминокиселини и два азотни атома, свързани с двойка никелови атоми.
Това откритие може не само да хвърли повече светлина върху начина, по който е започнал животът тук, на Земята, но и да даде на астрономите още една улика в търсенето на живот на други планети, където тези основни химически съставки тепърва започват да се формират.
"Учените смятат, че някъде между 3,5 и 3,8 милиарда години е имало повратна точка, нещо, което е дало началото на промяната от пребиотична химия - молекули преди живота - към живи, биологични системи", казва биохимикът и молекулярен биолог Викас Нанда от университета Рутгерс в Ню Джърси.
"Смятаме, че промяната е била предизвикана от няколко малки белтъка-прекурсори, които са изпълнявали ключови стъпки в древна метаболитна реакция. И смятаме, че сме открили един от тези пионерни пептиди."
За да стигнат до окончателния дизайн на пептида, учените започват със съвременни протеини, които задвижват метаболитните процеси, решаващи за протичането на много биохимични реакции. Тъй като древните протеини биха били много по-прости, учените ги разбили на най-основните им части.
В резултат на поредица от експерименти никелбекът се оказал вероятен кандидат за това, че е достатъчно прост, за да се образува на пребиотичната Земя, но достатъчно сложен, за да приема енергия от околната среда и да прави нещо с нея. Той използва общо 13 аминокиселини. Тези молекули често се описват като "градивни елементи" за протеините и всъщност за самия живот.
Никелът е бил изобилен метал в първите океани на нашата планета. Важното е, че когато се свържат с пептида, никеловите атоми действат като катализатор при освобождаването на водороден газ, който би бил жизненоважен източник на енергия преди милиарди години. Важното е, че екипът успява да покаже всички тези процеси в лабораторни условия.
"Това е важно, тъй като макар да има много теории за произхода на живота, много малко са реалните лабораторни тестове на тези идеи", казва Нанда.
Ако никелбакът е изиграл значителна роля в началото на живота на Земята, разумно е да се предположи, че той може да се формира и на други планети - може би на планети, които не са толкова напреднали в еволюцията си, колкото сме ние.
Изследователите използват т.нар. биосигнатури, за да търсят живот по-далеч във Вселената - химически следи, които биха могли да подскажат, че организмите са налице или че може да са се развили. Никелбек може да бъде добавен към този списък с биосигнали.
Не е лесно да се върнем към самото начало на живота на Земята, но благодарение на някои умни техники за работа в обратна посока, постепенно добиваме по-добра представа за това как се е формирал сложният живот, пише Science alert.
"Тази работа показва, че не само са възможни прости протеинови метаболитни ензими, но и че те са много стабилни и много активни - което ги прави правдоподобна отправна точка за живота", казва Нанда.
