Rutgers Üniversitesi bilim adamları, 3 milyar yıldan daha uzun bir süre önce Dünya’da yaşamı başlatmaya aday olan ve “Nickelback” adlı bir protein parçası belirlediler. Bu bulgu, araştırmacılara aramaları için yeni bir ipucu sunduğu için dünya dışı yaşam arayışı için önemli çıkarımlara sahiptir. Araştırmacılar, birkaç öncü proteinin, prebiyotik kimyadan canlı biyolojik sistemlere dönüşümde önemli bir rol oynadığına ve “Nickelback”in bu “öncü peptitlerden” biri olduğuna inanıyor.
Araştırma, dünya dışı yaşam.
Kendini metabolizmanın ilkel kökenlerini (Dünya’daki yaşamı ilk kez destekleyen bir dizi temel kimyasal reaksiyon) belirlemeye adamış Rutgers Üniversitesi bilim adamlarından oluşan bir ekip, bilim insanlarına tespit için ipuçları sağlayabilecek bir protein parçası belirledi. gezegenler yaşam üretmenin eşiğinde.
Science Advances dergisinde 10 Mart’ta yayınlanan araştırma, araştırmacılara aramaları için yeni bir ipucu verdiği için dünya dışı yaşam arayışında önemli çıkarımlara sahip, dedi Vikas Nanda , Rutgers’taki İleri Biyoteknoloji ve Tıp Merkezi (CABM)’de (CABM) araştırmacı.
Laboratuvar çalışmalarına dayanan Rutgers bilim adamları, yaşamı başlatan en olası kimyasal adaylardan birinin bir kimyasal olduğunu söylüyor. iki nikel atomlu basit peptidi “Nickelback” olarak adlandırıyorlar çünkü Kanadalı rock grubuyla bir ilgisi yok, omurgasındaki nitrojen atomları iki kritik nikel atomunu birbirine bağladığı için. Bir peptit, amino asitler olarak bilinen birkaç temel yapı taşından oluşan bir proteinin bileşenidir.
“Bilim adamları, 3,5 ila 3,8 milyar yıl önce bir devrilme noktası olduğuna inanıyorlar; bu, prebiyotik kimyadan (hayattan önce moleküller) canlı, biyolojik sistemlere geçişi başlatan bir şeydi,” dedi Nanda. “Değişimin, eski bir metabolik reaksiyonda önemli adımları gerçekleştiren birkaç küçük öncü protein tarafından ateşlendiğine inanıyoruz. Ve bu “öncü peptitlerden” birini bulduğumuzu düşünüyoruz.”
Nickelback peptidinin bir bilgisayar gösterimi, iki kritik nikel atomunu bağlayan omurga nitrojen atomlarını (mavi) gösteriyor ( turuncu). Bir proteinin bu parçasını tespit eden bilim adamları, bunun yaşam üretmenin eşiğindeki gezegenleri tespit etmek için ipuçları sağlayabileceğine inanıyor. Kredi: Nanda Laboratuvarı
Çalışmayı yürüten bilim adamları, Evolution of Nanomachines in Geosferler ve Mikrobiyal Atalar (ENIGMA) adlı Rutgers liderliğindeki bir ekibin parçasıdır. NASA’daki Astrobiyoloji programı. Araştırmacılar, proteinlerin Dünya’daki yaşamın baskın katalizörü haline gelecek şekilde nasıl evrimleştiğini anlamaya çalışıyorlar.
Geçmiş, şimdiki veya gelişmekte olan yaşam belirtileri için evreni teleskoplar ve sondalarla araştırırken, NASA bilim adamları belirli “biyo-imzalar” ararlar. ” hayatın habercisi olduğu biliniyor. Nanda, Nickelback gibi peptitlerin, NASA tarafından yaşam üretmenin eşiğindeki gezegenleri tespit etmek için kullanılan en son biyo-imza haline gelebileceğini söyledi.
Araştırmacılar, orijinal bir tetikleyici kimyasalın, bir araya getirilebilecek kadar basit olması gerektiğini düşündüler. kendiliğinden bir prebiyotik çorbada. Ancak biyokimyasal bir süreci yürütmek üzere çevreden enerji alma potansiyeline sahip olmak için kimyasal olarak yeterince aktif olması gerekir.
Bunu yapmak için araştırmacılar “indirgemeci” bir yaklaşım benimsedi: İşe mevcut çağdaşları inceleyerek başladılar. metabolik süreçlerle ilişkili olduğu bilinen proteinler. Proteinlerin erken dönemde ortaya çıkamayacak kadar karmaşık olduğunu bildiklerinden, onları temel yapılarına kadar ayrıştırdılar.
Bir dizi deneyden sonra, araştırmacılar en iyi adayın Nickelback olduğu sonucuna vardılar. Peptit 13 amino asitten yapılmıştır ve iki nikel iyonunu bağlar.
Nikelin erken okyanuslarda bol bulunan bir metal olduğunu düşündüler. Peptide bağlandığında, nikel atomları güçlü katalizörler haline gelir, ilave protonları ve elektronları çeker ve hidrojen gazı üretir. Araştırmacılar, hidrojenin de erken Dünya’da daha bol olduğu ve metabolizmayı çalıştırmak için kritik bir enerji kaynağı olabileceği sonucuna vardılar.
“Bu önemlidir, çünkü yaşamın kökenleri hakkında pek çok teori olsa da, Nanda, bu fikirlerin çok az sayıda gerçek laboratuvar testi olduğunu söyledi. “Bu çalışma, yalnızca basit protein metabolik enzimlerinin mümkün olduğunu değil, aynı zamanda çok kararlı ve çok aktif olduklarını ve onları yaşam için makul bir başlangıç noktası haline getirdiğini gösteriyor.”
Referans: “Minimal di- nikel hidrojenaz peptidi”, Jennifer Timm, Douglas H. Pike, Joshua A. Mancini, Alexei M. Tyryshkin, Saroj Poudel, Jan A. Siess, Paul M. Molinaro, James J. McCann, Kate M. Waldie, Ronald L. Koder , Paul G. Falkowski ve Vikas Nanda, 10 Mart 2023, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.abq1990
Araştırmadaki diğer Rutgers araştırmacıları arasında şunlar yer almaktadır: Seçkin Profesör Paul Falkowski ve Çevresel ve Biyolojik Bilimler Okulu Deniz ve Kıyı Bilimleri Bölümü, Çevresel Biyofizik ve Moleküler Ekoloji Programı’nda doktora sonrası yardımcı olan Jennifer Timm; Joshua Mancini, Douglas Pike, Saroj Poudel ve Alexei Tyryshkin, doktora sonrası ortaklar ve İleri Biyoteknoloji ve Tıp Merkezi’nde ve Robert Wood Johnson Tıp Fakültesi Biyokimya ve Moleküler Biyoloji Bölümü’nde doktora öğrencisi Jan Siess; ve Fen Edebiyat School’da Kimya ve Kimyasal Biyoloji Bölümü’nde yardımcı doçent olan Kate Waldie.
Araştırmaya City College of New York’tan araştırmacılar da katıldı.