Tärkein evoluutioTutkijat ovat löytäneet puuttuvan näytön, joka selittää elämän alkuperän

Tutkijat ovat löytäneet puuttuvan näytön, joka selittää elämän alkuperän

evoluutio : Tutkijat ovat löytäneet puuttuvan näytön, joka selittää elämän alkuperän

Kysymys siitä, kuinka elämä ensin syntyi täällä maan päällä, on mysteeri, joka edelleen välttää tutkijoita. Huolimatta kaikesta, mitä tutkijat ovat oppineet fossiilisten aineistojen ja geologisen historian perusteella, ei vieläkään tiedetä, kuinka orgaaninen elämä syntyi epäorgaanisista elementeistä (prosessi, jota kutsutaan abiogeneesiksi) miljardeja vuosia sitten.

Yksi mysteerin pelottavimmista puolista liittyy peptideihin ja entsyymeihin, jotka joutuvat "kanan ja munan" tilanteeseen. Tämän ratkaisemiseksi tutkijaryhmä Lontoon University Collegestä (UCL) suoritti äskettäin tutkimuksen, joka osoitti tehokkaasti, että peptidit olisivat voineet muodostua olosuhteissa, jotka olivat analogisia alkuperämaahan.

Tutkimusta, joka selvittää heidän havaintonsa, julkaistiin äskettäin Nature- lehdessä . Tutkimusryhmää johti tohtori Matthew Powner, orgaanisen kemian lukija UCL: n kemian laitoksella. Tutkimustyöryhmään kuuluivat Pierre Canavelli ja tohtori Saidul Islam - molemmat ovat tutkijoita UCL: n orgaanisen kemian kanssa. ja biologisen kemian osasto.

Sekvenssi, jossa aminohapot ja peptidit yhdistyvät muodostaen orgaanisia soluja. Luotto: peptidesciences.com

Kuten Powner selitti tutkimuksensa tarkoitusta äskettäisessä UCL News -haastattelussa:

Peptidit, jotka ovat aminohappoketjuja, ovat ehdottoman välttämättömiä elementtejä koko maapallon elämässä. Ne muodostavat proteiinikankaan, joka toimii katalysaattoreina biologisissa prosesseissa, mutta he itse tarvitsevat entsyymejä hallitsemaan niiden muodostumista aminohapoista. Joten meillä on ollut klassinen kana- ja munaongelma, miten ensimmäiset entsyymit tehtiin?

Kuten he osoittavat tutkimuksessaan, merkittävää tutkimusta on aiemmin omistettu selville, kuinka peptidit ensin muodostuivat ja mahdollistivat elämän syntymisen. Kaikki aikaisemmat tutkimukset ovat kuitenkin keskittyneet aminohappoihin pikemminkin kuin niiden kemiallisten edeltäjien (tunnetaan aminonitriileinä) reaktiivisuuteen.

Kun aminonitriilit vaativat ankaria olosuhteita aminohappojen (tyypillisesti voimakkaasti hapan tai emäksinen) muodostamiseksi, aminohapot on ladattava energialla peptidien muodostamiseksi. Tutkijat kuitenkin löysivät tavan ohittaa molemmat vaiheet osoittamalla, että peptidit voitiin tehdä suoraan energiarikkaista aminonitriileistä.

Heidän metodissaan hyödynnettiin aminonitriilien sisäänrakennettua reaktiivisuutta muiden molekyylien kanssa, jotka olivat osa Maan alkuperää. Prosessi koostui rikkivedyn yhdistämisestä aminonitriilien ja kemiallisen substraatin ferrisyanidin ([Fe (CN) 6 ] 3a ) välillä vedessä, mikä tuotti peptidejä.

Tämä osoitti, että aminonitriilit kykenevät saavuttamaan peptidisidoksen muodostumisen vedessä yksinään ja helpommin kuin aminohapot. Lisäksi se osoitti, että tämä voi tapahtua olosuhteissa ja kemikaaleissa, joista kaasu poistuu tulivuorenpurkausten aikana ja joita todennäköisesti oli maapallolla miljardeja vuosia sitten. Sanoi Pierre Canavelli, tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja:

"Hallittu synteesi, vastauksena ympäristön tai sisäisiin ärsykkeisiin, on oleellinen osa aineenvaihduntaa koskevaa säätelyä, joten uskomme, että peptidisynteesi olisi voinut olla osa luonnollista sykliä, joka tapahtui hyvin varhaisessa elämän kehitysvaiheessa."

"Tämä on ensimmäinen kerta, kun peptidien on osoitettu muodostuvan vakuuttavasti käyttämättä aminohappoja vedessä, käyttämällä suhteellisen lempeitä olosuhteita, joita todennäköisesti on saatavissa primitiivisellä maapallolla", lisäsi avustaja tohtori Saidul Islam.

Näillä havainnoilla voi olla merkittäviä vaikutuksia abiogeneesin tutkimukseen sekä elämän etsimiseen ekstrasolaarisilla planeetoilla. Ne voivat olla hyödyllisiä myös synteettisen kemian alalla, koska amidisidosten muodostuminen on välttämätöntä bioaktiivisten synteettisten materiaalien valmistuksessa. Verrattuna tavanomaisiin kemiallisiin prosesseihin, joita käytetään kaupallisesti, tämä uusi menetelmä on tehokkaampi ja paljon kustannustehokkaampi.

Taiteilijan vaikutelma arkeanien maasta. Luotto: Smithsonian / Peter Sawyer

Tulevaisuuteen tutkijaryhmä etsii edelleen tutkimuksiaan löytääkseen muita tapoja, joilla aminonitriilit voivat johtaa peptideihin. He tutkivat myös parhaillaan niiden kokeidensa tuottamien peptidien toiminnallisia ominaisuuksia toivoen paremmin ymmärrettävää, kuinka ne olisivat voineet käynnistää elämän muodostumisen maapallolla noin. 4 miljardia vuotta sitten.

Useiden sukupolvien jälkeen yrittäessäsi (ja epäonnistuneesti) luoda uudelleen elämän rakennuspalikoita, voisiko olla, että tutkijat ovat yksinkertaisesti ajaneet sitä taaksepäin? Ja tarkoittaako tämä, että orgaaninen tekniikka voisi olla aivan nurkan takana? Vain aika näyttää…

Lisälukema: UCL, Nature

Luokka:
F6 Tornado
Curiosity vangitsee painovoima-aallonmuotoiset pilvet Marsille