پروتئین های ساده در ابتدای هستی
شناسایی پپتیدی- که ممکن است در شروع حیات روی زمین، نقش داشته باشد.
10 مه 2023
تیمی از دانشمندان دانشگاه راتگرز- که در جستجوی منشأ اولیه متابولیسم هستند- در مجموعه ای از واکنش های شیمیایی اساسی- که برای اولین بار به حیات روی زمین منجر شد- قطعه ای از پروتئینی را شناسایی کرده اند که می تواند سرنخ هایی ارائه دهد در مورد اینکه شروع زندگی در کدام سیارات بوده است.
ویکاس ناندا، محقق مرکز بیوتکنولوژی و پزشکی (CABM) در دانشگاه راتگرز گفت: «این مطالعه که در 10 مارس امسال در مجله Science Advances منتشر شد، پیامدهای مهمی برای تلاشها در یافتن حیات فرازمینی دارد، زیرا سرنخ جدیدی برای جستجو در اختیار محققان قرار میدهد.
بر اساس مطالعات آزمایشگاهی، دانشمندان راتگرز می گویند یکی از محتمل ترین کاندیدهای شیمیایی برای شروع زندگی، یک پپتید ساده با دو اتم نیکل به نام Nickelback است. دلیل نامگذاری، این است که اتم های نیتروژن تشکیل دهنده ستون فقرات آن، دو اتم مهم نیکل را به هم متصل می کند. یک پپتید، پروتئینی است که از چند اسید آمینه تشکیل شده است و بلوک های ساختمانی اصلی پروتئین هستند.
ناندا گفت: «دانشمندان بر این باورند زمانی بین 3.5 تا 3.8 میلیارد سال پیش، زمانی که تغییر شیمی مولکولی، قبل از حیات در سیستمهای بیولوژیکی زنده آغاز شود، نقطه ی شروع حیات رخ داد. ما گمان می کنیم که این تغییر، توسط چند پروتئین کوچک ایجاد شده است که مراحل کلیدی را در یک واکنش متابولیک قدیمی انجام می دهد. ما فکر می کنیم یکی از این پروتئین های پیشگام را پیدا کرده ایم.
دانشمندانی که این مطالعه را انجام دادند بخشی از تیم به رهبری دانشگاه راتگرز در تحقیقی به نام تکامل نانوماشینها در زمینکرهها و اجداد میکروبی Evolution of Nanomachines in Geospheres and Microbial Ancestors
(ENIGMA)
هستند که بخشی از برنامه ی اختربیولوژی در ناسا است و به دنبال درک چگونگی تکامل پروتئینها برای تبدیل شدن به عوامل اصلی حیات روی زمین هستند.
ناندا گفت: «وقتی دانشمندان ناسا با تلسکوپها و کاوشگرها به جستوجوی نشانههایی از حیات فعلی یا نوظهور جهان می گشتند، به این نتیجه رسیدند. دانشمندان به دنبال «امضای زیستی» خاصی هستند که به عنوان نشانههای حیات شناخته میشود.
او میافزاید: «پپتیدهایی مانند نیکلبک، میتواند جدیدترین علامت زیستی باشند که ناسا برای شناسایی سیاراتی- که زندگی در آنها آغاز میشود- استفاده میکند».
محققان به این نتیجه رسیده اند که ماده ی شیمیایی القا کننده ی اولیه، باید به اندازه کافی ساده بوده باشد تا بتواند خود را در بین مولکول های قبل از پیدایش حیات، جمع آوری کند. اما آنها باید از نظر شیمیایی به اندازه ی کافی، فعال باشند تا توانایی گرفتن انرژی رااز محیط برای هدایت یک فرآیند بیوشیمیایی، داشته باشند.
برای انجام این کار، محققان یک رویکرد تقلیل گرایانه reductionist را اتخاذ کردند.
آنها بررسی را با پروتئین های موجود- که در متابولیسم نقش دارند- شروع کردند. چون این پروتئین ها برای ظهور در اوایل زندگی بسیار پیچیده هستند، محققان آنها را تا ساختار اصلی خود، ساده کردند.
پس از یک سری آزمایش ها، محققان به این نتیجه رسیدند که بهترین پپتید کاندید، نیکل بک است- که از 13 اسید آمینه تشکیل شده- و دو یون نیکل را به هم متصل می کند.
دانشمندان وجود نیکل در ساختار این پپتید را به این واقعیت نسبت می دهند که در زمان پیدایش زمین، فلزی فراوان در اقیانوس ها بوده است. هنگامی که نیکل به یک پپتید پیوند می خورد، اتم های نیکل به کاتالیزورهای قدرتمندی تبدیل می شوند که پروتون ها و الکترون های بیشتری را جذب می کند و گاز هیدروژن تولید می کند.
محققان به این نتیجه رسیده اند که هیدروژن در زمین اولیه، فراوانتر بوده است و میتواند منبع مهمی از انرژی برای تقویت متابولیسم باشد.
ناندا در پایان گفت: این، مهم است زیرا در حالی که نظریه های زیادی در مورد منشاء حیات وجود دارد، آزمایش های آزمایشگاهی واقعی بسیار کمی از این ایده ها وجود دارد.
این تحقیق نه تنها نشان داده است که آنزیمهای متابولیزه کننده پپتید ساده، میتوانند وجود داشته باشند، بلکه بسیار پایدار و فعال هستند و آنها را به نقطه شروع قابل قبولی برای زندگی تبدیل میکند. https://scitechdaily.com/scientists-identify-pioneer-peptide-that-may-have-sparked-life-on-earth/?fbclid=IwAR2klP1pEnlXEAVzNWe6ZlEPCtMxrImr8cs0ICu3_6PBiWzfg9A9HcZRLjw
آدرس مطب : اصفهان ، خیابان آمادگاه ، روبروی داروخانه سپاهان ، مجتمع اطبا ، طبقه اول
تلفن : 32223328 - 031