تحقیقات تیمی از دانشمندان راتگرز به شناسایی منشأ اولیه متابولیسم اختصاص داده شده که شامل مجموعه ای از واکنش‌های شیمیایی هسته ای است که برای اولین بار به حیات روی زمین کمک می کنند. این مطالعات توانسته بخشی از پروتئینی را شناسایی کند که می تواند سرنخ‌هایی را برای کشف سیارات دارای حیات در اختیار دانشمندان قرار دهد.
به گزارش سیناپرس، ویکاس ناندا (Vikas Nanda) محقق ارشد این مطالعات از مرکز بیوتکنولوژی و پزشکی پیشرفته در راتگرز، گفت: این تحقیق پیامدهای مهمی در جستجوی حیات فرازمینی دارد زیرا سرنخ جدیدی را برای جستجو در اختیار محققان قرار می دهد.
بر اساس مطالعات آزمایشگاهی، دانشمندان راتگرز می گویند: یکی از محتمل ترین کاندیداهای شیمیایی که حیات را آغاز کرد، یک پپتید ساده با دو اتم نیکل بود که آنها را نیکل بک می نامند. اتم ها دو اتم مهم نیکل را پیوند می دهند. این پپتید جزء پروتئینی است که از چند بلوک ساختمانی عنصری به نام اسیدهای آمینه تشکیل شده است.
ناندا در این باره گفت: دانشمندان بر این باورند که زمانی بین ۳٫۵ تا ۳٫۸ میلیارد سال پیش، نقطه عطفی رخ داده است، چیزی که باعث شروع تغییر از شیمی پری بیوتیک به سیستم‌های زنده و بیولوژیکی شد.
می افزاید: ما معتقدیم که این تغییر توسط چند پروتئین پیش ساز کوچک که مراحل کلیدی را در یک واکنش متابولیک قدیمی انجام می دادند، ایجاد شده و ما فکر می کنیم یکی از این پپتیدهای پیشگام را پیدا کرده ایم.
دانشمندان ناسا هنگام جست و جوی جهان با تلسکوپ ها و کاوشگرها برای یافتن نشانه هایی از حیات گذشته، به دنبال ردپای زیستی خاصی می گردند که به عنوان منادی حیات شناخته می شوند. ناندا گفت: پپتیدهایی مانند نیکل بک می توانند به جدیدترین علامت زیستی استفاده شده توسط ناسا برای شناسایی سیارات در آستانه تولید حیات تبدیل شوند.
محققان استدلال کردند: یک ماده شیمیایی محرک اصلی باید به اندازه کافی ساده باشد تا بتواند به طور خود به خود در یک مایع پری بیوتیک جمع شود. اما باید از نظر شیمیایی به اندازه کافی فعال باشد تا پتانسیل گرفتن انرژی از محیط برای هدایت یک فرآیند بیوشیمیایی را داشته باشد.
برای انجام این کار، محققان یک رویکرد تقلیل‌گرا را اتخاذ کردند و با بررسی پروتئین‌های موجود معاصر که با فرآیندهای متابولیک مرتبط هستند، آغاز کردند. با دانستن اینکه پروتئین‌ها خیلی پیچیده‌تر از آن هستند که در اوایل ظاهر می شوند، آنها را به ساختار اصلی خود تقسیم کردند.
پس از توالی آزمایش، محققان به این نتیجه رسیدند که بهترین گزینه نیکل بک است. این پپتید از ۱۳ اسید آمینه ساخته شده و دو یون نیکل را به هم متصل می کند. پژوهشگران استدلال کردند که نیکل یک فلز فراوان در اقیانوس های اولیه بوده است. وقتی به پپتید متصل می شود، اتم‌های نیکل به کاتالیزورهای قوی تبدیل شده و پروتون‌ها و الکترون‌های اضافی را جذب و گاز هیدروژن تولید می کنند. به گفته محققان، هیدروژن در زمین اولیه نیز فراوان‌تر بوده و منبع حیاتی انرژی برای تقویت متابولیسم بوده است.
به گزارش سیناپرس، ناندا در خاتمه گفت: این یافته مهم است زیرا در حالی که نظریه‌های زیادی در مورد منشأ حیات وجود دارد، آزمایش‌های واقعی بسیار کمی از این ایده‌ها وجود دارد. این مطالعه نشان می دهد که نه تنها آنزیم‌های متابولیک پروتئینی ساده امکان پذیر هستند، بلکه بسیار پایدار و بسیار فعال بوده که آنها را به یک نقطه شروع قابل قبول برای حیات تبدیل می کند.
شرح کامل این مطالعه در مجله تخصصی Science Advances منتشر شده است.
مترجم: نداجوادهراتی
No tags for this post.