Открытие может объяснить, как первые организмы появились на Земле

Структурный биолог Майкл Блейбер и его команда получили данные, подтверждающие, что 10 аминокислот, существовавших на Земле около 4 миллиардов лет назад, могли образовывать сворачивающиеся белки в среде с высоким содержанием соли (галлофильной среде). Такие белки могли обеспечивать метаболическую активность для первых живых организмов, появившихся на планете 3.5–3.9 миллиардов лет назад.

Результаты исследования, построенного на методиках, разработка которых заняла более 17 лет, опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Белки против РНК и соль против тепла

• Существующая парадигма: «RNA-first» в высокотемпературной среде (например, у гидротермальных источников).
• Данные Блейбера: поддерживают «protein-first» в галлофильной (солелюбивой) среде.

Исследование показывает, что набор пребиотических аминокислот, полученных простыми химическими процессами, содержит информацию, необходимую для образования сложных свёрнутых белков. Без способности к фолдингу белки не могли бы выполнять функции, необходимые для жизни.

Пребиотические «кирпичики» жизни

Свидетельства с комет и метеоритов указывают, что на Землю был доставлен набор из 10 пребиотических аминокислот, возникших при формировании Солнечной системы. Сегодня организм использует 20 аминокислот, 10 из которых имеют биосинтетическое происхождение, а 10 пребиотических могли образоваться чисто химическим путём.

Метод и результат

Используя метод top-down symmetric deconstruction, лаборатория Блейбера определила небольшие пептидные блоки, способные к самосборке. Работа показала, что такие блоки, состоящие только из 10 пребиотических аминокислот, всё ещё могут сворачиваться. Удалось достичь фолдинга в белках размером до 12 аминокислот, что подтверждает гипотезу на 80%.

Новый фокус для поиска истоков жизни

Это открытие смещает акцент в поисках происхождения жизни:

• Среда: галлофильная среда, возможно, была не нишей для адаптации, а ключевым местом для абиогенеза.
• Молекулы: роль формирования белков на самых ранних этапах возникновения жизни приобретает дополнительную важность.