Прашањето за тоа како животот се појавил тука на Земјата е мистерија која научниците сеуште не можат да ја решат. Покрај се што научниците имаат научено од фосилните записи и геолошката историја, сеуште не се знае како органскиот живот произлегол од неорганските елементи (процес познат како абиогенеза) пред милијарди години.
Еден од позбунувачките аспекти на оваа мистерија има врска со пептиди и ензими, кои се во еден вид на „кокошка и јајце“ ситуација.
Повикувајќи се на ова, тим истражувачи од Универзитетскиот колеџ Лондон (University College London – UCL) неодамна спроведоа истражување кое покажа дека пептиди би можеле да се формираат во услови еднакви на примитивната Земја.
Истражувањето во кое се опишани нивните наоди неодамна беше објавено во научното списание Nature. Тимот истражувачи беше предводен од д-р Метју Паунер, читач на органска хемија при катедрата по хемија на UCL, и ги вклучуваше Пјер Канавели и д-р Саидул Ислам, и двајцата истражувачи при одделот за органска и биолошка хемија на UCL.
Заслуги: peptidesciences.com
Причината за ова истражување, како што ја објасни Паунер во неодамнешно интервју со UCL News:
„Пептидите, кои се ланци од аминокиселини, се неопходен елемент за сет живот на Земјата. Тие ја оформуваат основата на протеините, кои служат како катализатори за биолошки процеси, но самите тие бараат ензими за да ја контролираат нивната формација од аминокиселини. Со тоа имавме класичен проблем на кокошка и јајце – како биле создадени првите ензими?“
Како што научниците посочуваат во нивното истражување, значителни трудови во минатото биле посветени на откривање како пептидите првично се формирале, овозможувајќи го настанокот на живот. Но сите претходни истражувања се фокусирале на аминокиселините, наместо на реактивноста на нивните хемиски претходници (познати како аминонитрили).
Додека на аминонитрилите им се потребни груби услови за да формираат аминокиселини (обично многу кисели или алкални), аминокиселините треба повторни да бидат наполнети со енергија за да формираат пептиди. Истражувачите успеаја да најдат начин да ги обиколат овие два чекори, покажувајќи дека пептидите можат да се направат директно од високоенергетски аминонитрили.
Нивниот метод ја искористи вградената реактивност на аминонитрилите со другите молекули кои биле дел од примитивната околина на Земјата. Процесот се состои од соединување водороден сулфид со аминонитрили и хемискиот субстрат ферицијанид ([Fe(CN)6]3) во вода, што дава пептиди.
Ова демонстрираше дека аминонитрилите можат да создадат пептидни врски во вода самите по себе, полесно од аминокиселините.
Додатно, ова покажа дека може да се случи во услови и хемикалии кои се исфрлаат при вулкански ерупции и кои најверојатно биле на Земјата пред милијарди години. Пјер Канавели, првиот автор на истражувањето, вели:
Контролираната синтеза, како возврат на околински или внатрешни дразби, е неопходен елемент на метаболичната регулација, па мислиме дека синтезата на пептиди би можела да биде дел од природен циклус кој се случил во најраната еволуција на животот.
„Ова е првпат убедливо да се покаже дека пептидите можат да се формираат без користење на аминокиселини во вода, користејќи релативно нежни услови кои најверојатно биле присутни на раната Земја,“ додаде коавторот д-р Саидул Ислам.
Овие наоди би можеле да имаат значајни импликации за абиогенетичната наука, како и за потрагата по живот на планети надвор од Сончевиот систем. Тие би можеле да бидат корисни и во полето на синтетичка хемија бидејќи создавањето на амидни врски е неопходно за создавањето на синтетички материјали.
Во споредба со вообичаените хемиски процеси кои се во комерцијална употреба, овој метод е поефикасен и многу поевтин.
Заслуги: Смитсонијан/Питер Соер
За во иднина, тимот истражувачи се надева да ги продолжи своите истражувања наоѓајќи други начини на кои аминонитрилите би можеле да доведат до пептиди. Тие исто така моментално ги истражуваат функционалните својства на пептидите произведени од нивниот експеримент, надевајќи се подобро да разберат како би можеле да имаат удел во зачетокот на животот на Земјата пред околу 4 милијарди години.
По многу генерации обидувајќи се (и неуспевајќи) повторно да ја создадеме „животната граѓа,“ дали е можно научниците само да се обидувале на погрешен начин? И дали ова значи дека органската технологија се наближува?
Само со време ќе се дознае…
Превод: Јоаким Јаковлески
