Ученые давно уже решают самую главную загадку — процесс зарождения жизни на планете. И сейчас они, похоже, подобрались к разгадке максимально близко. Исследователи из Ратгерского университета в США обнаружили структуры белков, которые могут быть ответственны за происхождение первозданной примитивной жизни. Эти белки могли связывать металлы и брать энергию из солнца и других источников.
Все началось с преобразования металлов
Ученые рассмотрели одну из самых вероятных теорий происхождения жизни на Земле. Они считают, что примитивные живые существа возникли из неживых материалов. То есть, жизнь в привычном нам понимании получилось, благодаря способности неких первозданных белков собирать и использовать энергию солнца, гидротермальных и других источников.
Для жизни первостепенное значение имеет способность перетасовывать электроны. А лучшим элементом для их переноса является металл. Не зря же все электрические провода сделаны из них. Так как именно посредством белков осуществляется большая часть биологической активности, то ученые решили изучить подробно их комбинацию. Это привело их к неожиданным и важным выводам.
Эволюция белков повлияла на развитие жизни на Земле
Ученые сравнили все белковые структуры, известные на сегодняшний день, которые имеют способность связывать металлы. Оказалось, что у них у всех есть некие общие черты. Был сделан вывод, что они же присутствовали в наследственных белках, а затем передавались между поколениями. Так возник современный ряд белков, участвующий сегодня во всех основных жизненных процессах.
Эволюция белковых структур имела ведущее значение в вопросах зарождения жизни на планете. Ученые, наконец, прояснили, как новые складки возникли из существовавших ранее. Был изобретен уникальный вычислительный метод, с помощью которого исследователи выяснили: подавляющее большинство современных белков независимо от типа связываемого ими металла в чем-то схожи.
Разные белки — похожие ядра
Ученые в ходе проведенных тестов и расчетов увидели, что ядра существующих белков, связующих металлы, действительно похожи. При этом сами эти белки совершенно разные. Ядра состоят из повторяющихся подструктур, что напоминает детский конструктор Лего — это настоящие строительные блоки из белков. Они же позднее были обнаружены в других областях белков, которые не были взяты на основу исследования и не имели отношения к связыванию белков.
Профессор кафедры биохимии Университета Раттгерса Яна Бромберг говорит: «Мы пришли к выводу, что перестройки этих строительных белковых блоков имели общих предков — одного или нескольких. Они позже и породили весь спектр современных белков и их доступных в настоящее время функций. У нас все равно пока мало информации о возникновении жизни, но эта работа дает объяснение, недоступное ранее».
Работа профессора Яны Бромберг сосредоточена на детальной расшифровке ДНК-чертежей. Она говорит, что новое открытие будет способствовать поискам жизни на других планетах. Вычисление структурных строительных блоков из белков также повлияет на развитие синтетической биологии, где ученые смогут создавать в лаборатории специфически активные элементы. Это будет значительным шагом на пути к разгадке происхождения жизни не только на Земле, но и в целом во Вселенной.
