Forskere har opdaget oprindelsen til livets byggesten

Rutgers forskere har opdaget oprindelsen til proteinstrukturer, der er ansvarlige for metabolisme:simple molekyler, der drev tidligt liv på Jorden og tjente som kemiske signaler, som NASA kunne bruge til at søge efter liv på andre planeter.

Deres undersøgelse, som forudsiger, hvordan de tidligste proteiner så ud for 3,5 til 2,5 milliarder år siden, er offentliggjort i tidsskriftet Procedurer fra National Academy of Sciences .

Forskerne trak sig tilbage, som et mange tusinde brikker, udviklingen af ​​enzymer (proteiner) fra nutiden til den dybe fortid. Løsningen på puslespillet krævede to manglende brikker, og liv på Jorden kunne ikke eksistere uden dem. Ved at opbygge et netværk forbundet med deres roller i stofskiftet, dette team opdagede de manglende stykker.

"Vi ved meget lidt om, hvordan livet startede på vores planet. Dette arbejde tillod os at skimte dybt i tiden og foreslå de tidligste metaboliske proteiner, "sagde medforfatter Vikas Nanda, en professor i biokemi og molekylærbiologi ved Rutgers Robert Wood Johnson Medical School og et fastboende fakultetsmedlem ved Center for avanceret bioteknologi og medicin. "Vores forudsigelser vil blive testet i laboratoriet for bedre at forstå livets oprindelse på Jorden og for at informere om, hvordan liv kan opstå andre steder. Vi bygger modeller af proteiner i laboratoriet og tester, om de kan udløse reaktioner, der er kritiske for tidligt stofskifte."

Et Rutgers-ledet team af forskere kaldet ENIGMA (Evolution of Nanomachines in Geospheres and Microbial Ancestors) udfører forskningen med et NASA-tilskud og via medlemskab af NASA Astrobiology Program. ENIGMA -projektet søger at afsløre rollen som de enkleste proteiner, der katalyserede de tidligste stadier af livet.

"Vi tror, ​​at livet blev bygget af meget små byggesten og opstod som et Lego -sæt til at lave celler og mere komplekse organismer som os, "sagde seniorforfatter Paul G. Falkowski, ENIGMA hovedforsker og en fornem professor ved Rutgers University-New Brunswick, der leder laboratoriet for miljøbiofysik og molekylær økologi. "Vi tror, ​​vi har fundet livets byggesten - Lego -sættet, der førte, ultimativt, til udviklingen af ​​celler, dyr og planter. "

Rutgers -teamet fokuserede på to protein "folder", der sandsynligvis er de første strukturer i tidlig metabolisme. De er en ferredoxinfold, der binder jern-svovlforbindelser, og en "Rossmann" fold, som binder nukleotider (byggestenene i DNA og RNA). Disse er to brikker i puslespillet, der skal passe ind i livets udvikling.

Proteiner er kæder af aminosyrer, og en kædes 3D-vej i rummet kaldes en fold. Ferredoxiner er metaller, der findes i moderne proteiner og shuttle -elektroner omkring celler for at fremme stofskiftet. Elektroner strømmer gennem faste stoffer, væsker og gasser og energisystemer, og den samme elektriske kraft skal være til stede i ethvert andet planetsystem med en chance for at understøtte liv.

Der er tegn på, at de to folder kan have delt en fælles forfader og, hvis det er sandt, forfaderen kan have været det første metaboliske enzym i livet.