Klausimas, kaip gyvybė pirmą kartą atsirado čia, Žemėje, tebėra paslaptis
Vienas iš bauginančių paslapties aspektų yra susijęs su peptidais ir fermentais, kurie patenka į „vištienos ir kiaušinio“ situaciją. Spręsdama tai, Londono universiteto koledžo (UCL) tyrėjų komanda neseniai atliko tyrimą, kuris veiksmingai parodė, kad peptidai galėjo susidaryti tokiomis sąlygomis
Tyrimas, kuriame išsamiai aprašytos jų išvados, neseniai buvo paskelbtas moksliniame žurnale Gamta. Tyrimo komandai vadovavo dr. Matthew Powner, organinės chemijos skaitytojas iš UCL Chemijos departamento, o tyrime dalyvavo Pierre Canavelli ir Dr. Saidul Islam - abu tyrėjai yra UCL Organinės ir biologinės chemijos skyriaus darbuotojai.
Kaip „Powner“ paaiškino savo tyrimo tikslą naujausiame interviu „UCL News“:
„Peptidai, kurie yra amino rūgščių grandinės, yra be galo svarbus viso gyvenimo Žemėje elementas. Jie sudaro baltymų, kurie yra biologinių procesų katalizatoriai, audinį, tačiau jiems patiems reikia fermentų, kad būtų galima kontroliuoti jų susidarymą iš aminorūgščių. Taigi, mes turėjome klasikinę vištienos ir kiaušinio problemą - kaip buvo gaminami pirmieji fermentai? “
Kaip jie nurodo savo tyrime, praeityje nemažai tyrimų buvo skirta išsiaiškinti, kaip peptidai susiformavo pirmiausia ir leido jiems atsirasti. Tačiau visi ankstesni tyrimai buvo sutelkti į aminorūgštis, o ne į jų cheminių pirmtakų (žinomų kaip aminonitrilai) reaktyvumą.
Tuo tarpu aminonitrilams, norint sudaryti aminorūgštis (paprastai stipriai rūgščias arba šarmines), reikia atšiaurių sąlygų, o peptidams susidaryti aminorūgštims reikia įkrauti energijos. Tačiau tyrėjai rado būdą apeiti abu šiuos veiksmus įrodydami, kad peptidai gali būti gaminami tiesiai iš aminonitrilų, kuriuose gausu energijos.
Jų metodas pasinaudojo integruotu aminonitrilų reaktyvumu su kitomis molekulėmis, kurios buvo Žemės pirmykštės aplinkos dalis. Procesą sudarė sieros vandenilio sujungimas su aminonitriliais ir cheminis substratas ferricianidas ([Fe (CN)6]3?) vandenyje, kuriame buvo gauti peptidai.
Tai parodė, kad aminonitrilai gali savarankiškai ir paprastai lengviau sudaryti peptidinius ryšius nei aminorūgštys. Be to, paaiškėjo, kad tai gali įvykti esant tokioms sąlygoms ir chemikalams, kurie buvo išmetami dujomis ugnikalnių išsiveržimų metu ir kurie, tikėtina, buvo Žemėje prieš milijardus metų. Pirmasis tyrimo autorius Pierre'as Canavelli sakė:
„Kontroliuojama sintezė, reaguodama į aplinkos ar vidaus dirgiklius, yra svarbus metabolinio reguliavimo elementas, todėl manome, kad peptidų sintezė galėjo būti natūralaus ciklo, vykusio labai ankstyvoje gyvenimo evoliucijoje, dalis“.
„Tai yra pirmas kartas, kai buvo įtikinamai įrodyta, kad peptidai formuojasi nenaudodami aminorūgščių vandenyje, santykinai švelniomis sąlygomis, kurios gali būti prieinamos pirmykštėje Žemėje“, - pridūrė bendraautorius dr. Saidul Islam.
Šie atradimai gali turėti reikšmingos įtakos abiogenezės tyrimams, taip pat gyvenimo ekstrasoliarių planetų paieškoms. Jie taip pat gali būti naudingi sintetinės chemijos srityje, nes amidiniai ryšiai yra būtini gaminant sintetines medžiagas, bioaktyviąsias. Palyginti su įprastais cheminiais procesais, kurie naudojami komerciniais tikslais, šis naujas metodas yra efektyvesnis ir daug ekonomiškesnis.
Žvelgiant į ateitį, tyrimų komanda siekia tęsti savo tyrimus ieškodama kitų būdų, kaip aminonitrilai gali sukelti peptidus. Jie taip pat šiuo metu tiria peptidų, kuriuos jų eksperimentas sukūrė, funkcines savybes tikėdamasis geriau suprasti, kaip jie galėjo padėti sukelti gyvybės susidarymą Žemėje. Prieš 4 milijardus metų.
Ar po daugelio kartų bandymų (ir nesėkmių) atkurti gyvenimo blokus, ar gali būti, kad mokslininkai paprasčiausiai tai išgyveno
