Новое исследование в астробиологии предсказывает жизнь «как мы её не знаем»

Поиск внеземной жизни ограничивался использованием земной жизни в качестве эталона, по сути, поиском «жизни, какой мы её знаем» за пределами Земли. У астробиологов просто не было инструментов для предсказания черт «жизни, какой мы её не знаем».

В новом исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), учёные преодолели это ограничение, выявив универсальные закономерности в химии жизни, которые, по-видимому, не зависят от конкретных молекул. Эти результаты открывают новые возможности для предсказания черт инопланетной жизни с биохимией, отличной от земной.

«Мы хотим получить новые инструменты для идентификации и даже предсказания черт жизни, какой мы её не знаем», — говорит соавтор Сара Имари Уокер из Университета штата Аризона. «Для этого мы стремимся определить универсальные законы, которые должны применяться к любой биохимической системе».

На Земле жизнь возникает из взаимодействия сотен химических соединений и реакций. Некоторые из них встречаются у всех организмов, создавая универсальную биохимию для всей жизни на Земле. Однако эта концепция универсальности специфична для известной биохимии и не позволяет делать прогнозы о ещё не наблюдавшихся примерах.

Ведущий автор Дилан Гаглер, ныне биоинформатик в Медицинском центре Лангоне Нью-Йоркского университета, отмечает: «Насколько я могу судить, жизнь — это в конечном счёте биохимический процесс, поэтому я хотел изучить, что жизнь делает на этом уровне».

Гаглер и Уокер решили, что ферменты, как функциональные движущие силы биохимии, — хороший подход к этой концепции. Используя базу данных Integrated Microbial Genomes and Microbiomes, они вместе с коллегами исследовали ферментативный состав бактерий, архей и эукариот, охватив большую часть земной биохимии.

Этот подход позволил команде обнаружить новый вид биохимической универсальности, выявив статистические закономерности в биохимической функции ферментов, общих для всего древа жизни. Они подтвердили, что эти статистические закономерности происходят из функциональных принципов, которые нельзя объяснить общим набором функций ферментов, используемых всей известной жизнью, и выявили масштабные соотношения, связанные с общими типами функций.

«Мы выявили этот новый вид биохимической универсальности из крупномасштабных статистических закономерностей биохимии и обнаружили, что они более обобщаемы для неизвестных форм жизни по сравнению с традиционной, описываемой конкретными молекулами и реакциями, общими для всей жизни на Земле», — объясняет соавтор Хёнджу Ким. «Это открытие позволяет нам разработать новую теорию общих правил жизни, которая может направлять нас в поиске новых примеров жизни».

«Мы можем ожидать, что эти результаты будут справедливы где угодно во Вселенной, и это захватывающая возможность, которая мотивирует много интересной работы впереди», — говорит соавтор Крис Кемпес из Института Санта-Фе.