عكف الباحثون على دراسة تطور البروتينات الملزمة للمعادن لمليارات السنين.

من خلال معالجة واحدة من أكثر الأسئلة التي لم يتم الإجابة عليها بعمق في علم الأحياء ، اكتشف الفريق بقيادة روتجرز هياكل البروتينات المسؤولة عن أصل الحياة في الحساء البدائي للأرض القديمة.

تظهر الدراسة في المجلة التقدم العلمي.

اكتشف الباحثون كيف يمكن أن تكون الحياة القديمة على كوكبنا قد تطورت من كائنات بسيطة غير حية. سألوا ما هي الخصائص المحددة للحياة كما نعرفها ، وخلصوا إلى أن أي شيء يعيش من مصادر مثل الشمس أو الفتحات الحرارية المائية يجب أن يجمع الطاقة ويستخدمها.

من الناحية الجزيئية ، هذا يعني أن القدرة على تحويل الإلكترونات مهمة جدًا للحياة. أفضل مكونات لنقل الإلكترون هي المعادن (أعتقد أن الأسلاك المستقرة) ويتم تنفيذ معظم الوظائف البيولوجية بواسطة البروتينات ، قرر الباحثون استكشاف مزيج من الاثنين – أي البروتينات التي تربط المعادن.

من خلال معالجة واحدة من أكثر الأسئلة التي لم يتم الإجابة عليها بعمق في علم الأحياء ، اكتشف الفريق بقيادة روتجرز هياكل البروتينات المسؤولة عن أصل الحياة في الحساء البدائي للأرض القديمة. الائتمان: الدفة

قارنوا جميع هياكل البروتين التي تربط المعادن لتأسيس أي سمات مشتركة ، بناءً على حقيقة أن هذه الميزات المشتركة موجودة في بروتينات السلف وتنوعت لتشكيل مجموعة البروتينات التي نراها اليوم.

يشير تطور الهياكل البروتينية إلى فهم كيفية نشوء الطيات الجديدة من الطيات الموجودة مسبقًا ، لذلك ابتكر الباحثون طريقة حسابية وجدت أن معظم بروتينات الربط المعدني الحالية متشابهة إلى حد ما بغض النظر عن نوع المعدن الذي ترتبط به. يأتي من البروتين الكامل للوظيفة أو يتم تخصيصه له.

قالت يانا برومبيرج ، المؤلفة الرئيسية للدراسة ، وأستاذة الكيمياء الحيوية والأحياء الدقيقة بجامعة روتجرز في نيو برونزويك: “وجدنا أن نوى الروابط المعدنية للبروتينات الموجودة متطابقة في الواقع ، على الرغم من أن البروتينات نفسها ليست كذلك”. “وجدنا أيضًا أن نوى ربط المعادن هذه كانت تتكون في الغالب من هياكل متكررة مثل كتل LEGO. ومن المثير للاهتمام ، أن هذه الكتل لم يتم العثور عليها فقط في أجزاء أخرى من البروتين ، ولكن أيضًا في العديد من البروتينات التي لم يتم أخذها في الاعتبار في دراستنا. أدت إلى مجموعة كاملة من البروتينات المتوفرة حاليًا ووظائفها – أي الحياة كما نعرفها “.

قال برومبيرج: “لدينا القليل جدًا من المعلومات حول كيفية نشوء الحياة على هذا الكوكب ، وعملنا يساهم في تفسير لم يكن متاحًا من قبل”. الحمض النووي رسومات الآلات الجزيئية للحياة. “قد يساهم هذا التفسير أيضًا في البحث عن الحياة على الكواكب والأجسام الكوكبية الأخرى.

ملاحظة: “قياس العلاقات الهيكلية لقواعد الترابط المعدني يشير إلى أصل انتقال الإلكترون الحيوي” 14 يناير 2022 ، التقدم العلمي.

دراسة ممولة ناسابما في ذلك باحثون من جامعة بوينس آيرس.