Naučna studija baca novo svetlo na poreklo života na Zemlji

Baveći se jednim od još uvek neodgovorenih pitanja u biologiji, tim predvođen istraživačima sa američkog Univerziteta Ratgers, otkrio je strukturu proteina koji bi mogli biti odgovorni za nastanak života u prvobitnoj supi drevne Zemlje.Studija je objavljena u časopisu Sajens advansis (Science Advances).

Istraživače je zanimalo kako je primitivan život mogao da nastane na našoj planeti od jednostavnih, neživih materija. Pitali su se koja svojstva definišu život kakav poznajemo i zaključili da bi bilo čemu živom bilo potrebna sposobnost da sakuplja i koristi energiju, iz izvora kao što su Sunce ili hidrotermalni izvori.

U molekularnom smislu, to bi značilo da je sposobnost mešanja elektrona bila presudna za nastanak života. Pošto su najbolji elementi za prenos elektrona metali i s obzirom na to da većinu bioloških aktivnosti sprovode proteini, istraživači su odlučili da istraže kombinaciju ova dva – to jest, proteine koji vezuju metale.

Oni su uporedili sve postojeće strukture proteina koje vezuju metale da bi uspostavili bilo koje zajedničke karakteristike, na osnovu pretpostavke da su ove zajedničke karakteristike prisutne u proteinima predaka i da su raznovrsne i prenete da bi se stvorio raspon proteina koje vidimo danas.

Evolucija proteinskih struktura podrazumeva razumevanje kako su novi oblici nastali iz prethodno postojećih, tako da su istraživači napravili kompjuterski program koji je otkrio da je velika većina trenutno postojećih proteina koji vezuju metal donekle slična, bez obzira na vrstu metala za koji se vezuju, organizama od kojih potiču  ili od funkcije dodeljene proteinu u celini.

„Videli smo da su jezgra postojećih proteina koja vezuju metal zaista slična iako sami proteini možda nisu“, navodi vodeća autorka studije, Jana Bromberg, profesorka na Odeljenju za biohemiju i mikrobiologiju na Univerzitetu Ratgers.

„Takođe smo videli da su ova jezgra koja vezuju metal često sastavljena od ponovljenih podstruktura, poput 'Lego' kocki. Zanimljivo je da su ovi blokovi, takođe, pronađeni u drugim delovima proteina, ne samo u jezgrama za vezivanje metala, već i u mnogim drugim proteinima koji nisu uzeti u obzir u našoj studiji. Naši nalazi sugerišu da je preuređenje ovih malih građevinskih blokova možda imalo jedan ili mali broj zajedničkih predaka i dovelo do čitavog niza proteina i njihovih funkcija koje su trenutno dostupne – odnosno života kakav poznajemo“, dodaje profesorka.

„Imamo vrlo malo informacija o tome kako je nastao život na našoj planeti, a naš rad doprinosi razjašnjenju“, istakla je profesorka Bromberg, čije se istraživanje fokusira na dešifrovanje DNK molekularne mašinerije života.

„Ovo objašnjenje bi takođe moglo potencijalno da doprinese našoj potrazi za životom na drugim planetama i planetarnim telima. Naš pronalazak specifičnih strukturnih gradivnih blokova takođe je verovatno relevantan za napore sintetičke biologije, gde naučnici imaju za cilj da iznova konstruišu specifično aktivne proteine“, objašnjava prof. Jana Bromberg.

Studija, koju je finansirala Nasa, uključila je i istraživače sa Univerziteta u Buenos Ajresu.