Głębokie odkrycie początków życia na Ziemi – ewolucja białek wiążących metale

Naukowcy badali ewolucję białek wiążących metale na przestrzeni miliardów lat.

Aby odpowiedzieć na jedno z najgłębiej pozostających bez odpowiedzi pytań w biologii, zespół kierowany przez Rutgersa odkrył struktury białek, które mogą odpowiadać za pochodzenie życia w pierwotnym gulaszu starożytnej Ziemi.

Badanie ukazuje się w czasopiśmie postęp naukowy.

Naukowcy odkryli, jak prymitywne życie na naszej planecie powstało z prostych nieożywionych materiałów. Zapytali, jakie właściwości definiują życie, jakie znamy, i doszli do wniosku, że wszystko, co żyje, musi gromadzić i wykorzystywać energię ze źródeł takich jak słońce czy kominy hydrotermalne.

W kategoriach molekularnych może to oznaczać, że zdolność do mieszania elektronów ma kluczowe znaczenie dla życia. Ponieważ najlepszymi elementami do przenoszenia elektronów są metale (pomyśl o standardowych przewodach elektrycznych), a większość czynności biologicznych jest wykonywana przez białka, naukowcy postanowili zbadać kombinację tych dwóch, czyli białek wiążących metale.

Aby odpowiedzieć na jedno z najgłębiej pozostających bez odpowiedzi pytań w biologii, zespół kierowany przez Rutgersa odkrył struktury białek, które mogą odpowiadać za pochodzenie życia w pierwotnym gulaszu starożytnej Ziemi. Źródło: Rutgers

Porównali wszystkie istniejące struktury białkowe wiążące metale, aby ustalić jakiekolwiek wspólne cechy, w oparciu o hipotezę, że te wspólne cechy były obecne w białkach przodków i były zróżnicowane i przekazywane w celu stworzenia zestawu białek, które widzimy dzisiaj.

Ewolucja struktur białkowych pociąga za sobą zrozumienie, w jaki sposób nowe fałdy powstają z wcześniej istniejących fałd, więc naukowcy opracowali metodę obliczeniową, która odkryła, że ​​ogromna większość istniejących obecnie białek związanych z metalami jest dość podobna, niezależnie od rodzaju metalu, z którym się wiążą. i organizm. pochodzą z lub funkcji przypisanej do białka jako całości.

„Widzieliśmy, że jądra wiążące metale obecnych białek są w rzeczywistości podobne, chociaż same białka mogą nie być” – powiedział główny autor badania Jana Bromberg, profesor na Wydziale Biochemii i Mikrobiologii na Uniwersytecie Rutgers w Nowym Brunszwiku. . „Zauważyliśmy również, że te jądra wiążące metal często składają się z powtarzających się struktur rdzeniowych, trochę jak klocki LEGO. Co ciekawe, bloki te znajdują się również w innych regionach białek, nie tylko jądrach wiążących metale, i w wielu innych białkach które nie były Nasze obserwacje sugerują, że to przegrupowanie tych małych cegiełek mogło mieć jednego lub niewielką liczbę wspólnych przodków i dało początek pełnej gamie obecnie dostępnych białek i ich funkcji — czyli życiu, jakie znamy. ”.

powiedział Bromberg, którego badania koncentrują się na rozszyfrowywaniu DNA Schematy molekularnych maszyn życia. To wyjaśnienie może również przyczynić się do naszych poszukiwań życia na planetach i innych ciałach planetarnych. Nasze odkrycie konkretnych strukturalnych elementów budulcowych może również mieć znaczenie dla wysiłków w dziedzinie biologii syntetycznej, ponieważ naukowcy dążą do zbudowania na nowo szczególnie aktywnych białek. „

Odniesienie: „Pomiar relacji strukturalnych miejsc wiązania metali wskazuje pochodzenie biologicznego transportu elektronów” 14 stycznia 2022 r., Dostępne tutaj. postęp naukowy.

Badanie jest finansowane przez NASAW jej skład weszli również naukowcy z Uniwersytetu w Buenos Aires.