Изследователите може да са намерили липсващото доказателство, което обяснява произхода на живота
Въпросът как животът се е появил за първи път тук, на Земята, е мистерия, която продължава да убягва на учените. Въпреки всичко, което учените са научили от вкаменелостите и геоложката история, все още не е известно как органичният живот се е появил от неорганични елементи (процес, известен като абиогенеза) преди милиарди години.
Един от най-страшните аспекти на мистерията е свързан с пептидите и ензимите, които попадат в нещо като 'пиле и яйце'. Обръщайки се към това, наскоро екип от изследователи от University College London (UCL). проведе проучване което ефективно демонстрира, че пептидите биха могли да се образуват в условия, аналогични на първичната Земя.
Проучването, което подробно описва техните открития, беше публикувано наскоро в научното списаниеприродата.Изследователският екип беше ръководен от д-р Матю Паунър, читател по органична химия в катедрата по химия на UCL, и включваше Пиер Канавели и д-р Саидъл Ислям – и двамата са изследователи в секцията по органична и биологична химия на UCL.
Последователността, при която аминокиселините и пептидите се събират, за да образуват органични клетки. Кредит: peptidesciences.com
Както Паунър обясни целта на тяхното проучване в скорошно интервю за UCL News:
„Пептидите, които са вериги от аминокиселини, са абсолютно съществен елемент от целия живот на Земята. Те образуват тъканта от протеини, които служат като катализатори на биологичните процеси, но самите те изискват ензими, за да контролират образуването им от аминокиселини. И така, имахме класически проблем с пиле и яйце – как бяха направени първите ензими?
Както посочват в своето проучване, значителни изследвания в миналото са били посветени на откриването на това как пептидите са се образували за първи път и са позволили появата на живот. Въпреки това, всички предишни изследвания са фокусирани върху аминокиселините, а не върху реактивността на техните химически предшественици (известни като аминонитрили).
Докато аминонитрилите изискват тежки условия за образуване на аминокиселини (обикновено силно киселинни или алкални), аминокиселините трябва да бъдат презаредени с енергия, за да образуват пептиди. Въпреки това, изследователите намериха начин да заобиколят и двете стъпки, като демонстрират, че пептидите могат да бъдат направени директно от богати на енергия аминонитрили.
Техният метод се възползва от вградената реактивност на аминонитрилите с другите молекули, които са били част от първичната среда на Земята. Процесът се състои в комбиниране на сероводород с аминонитрили и химически субстрат ферицианид ([Fe(CN)6]3?) във вода, което дава пептиди.
Това демонстрира, че аминонитрилите са способни да постигат образуване на пептидна връзка във вода самостоятелно и с по-голяма лекота от аминокиселините. В допълнение, той показа, че това може да се случи при условия и химикали, които се отделят по време на вулканични изригвания и които вероятно са присъствали на Земята преди милиарди години. Пиер Канавели, първият автор на изследването каза:
„Контролираният синтез, в отговор на стимули от околната среда или вътрешни, е съществен елемент от метаболитната регулация, така че смятаме, че синтезът на пептиди би могъл да бъде част от естествен цикъл, който се е случил в много ранната еволюция на живота.
„Това е първият път, когато е убедително показано, че пептидите се образуват без използване на аминокиселини във вода, като се използват относително нежни условия, които вероятно ще бъдат налични на примитивната Земя“, добави съавторът д-р Саидул Ислям.
Тези открития биха могли да имат значителни последици за изследването на абиогенезата, както и за търсенето на живот на извънслънчеви планети. Те могат също да бъдат полезни в областта на синтетичната химия, тъй като образуването на амидна връзка е от съществено значение за производството на синтетични материали, биоактивни. В сравнение с конвенционалните химически процеси, които се използват в търговската мрежа, този нов метод е по-ефективен и много по-рентабилен.
Впечатлението на художника от архейския еон на Земята. Кредит: Smithsonian/Peter Sawyer
Гледайки напред, изследователският екип се стреми да продължи изследванията си, като намери други начини, по които аминонитрилите могат да доведат до пептиди. Те също така в момента изследват функционалните свойства на пептидите, които техният експеримент произведе с надеждата да разберат по-добре как те биха могли да помогнат за образуването на живот на Земята ок. преди 4 милиарда години.
След много поколения опити (и неуспех) да пресъздадат градивните елементи на живота, възможно ли е учените просто да се връщат назад? И означава ли това, че органичната технология може да бъде точно зад ъгъла? Само времето ще покаже…
