Учени възстановиха най-древния познат ензим на Земята, съществувал преди над 3,2 млрд. години, което дава нови ключове за произхода на живота и търсенето му извън планетата.
Учени от САЩ са успели да пресъздадат най-древния ензим, съществувал преди повече от 3,2 милиарда години, използвайки методи на синтетичната биология, съобщава списание Nature Communications. След това те са изследвали как този древен биологичен механизъм функционира в живи микроорганизми.
Прозорец към възникването на живота на Земята
Резултатите от изследването на специалистите от Университет на Уисконсин-Медисън дават по-добро разбиране за произхода на живота и същевременно предлагат нови ориентири за търсенето на признаци на живот извън Земята.
Ензимът, без който животът не би съществувал
Проучването е фокусирано върху ензима нитрогеназа – ключов биологичен „инструмент“, който позволява превръщането на атмосферния азот във форма, достъпна за живите организми. Този процес стои в основата на почти цялата биосфера.
Според учените без нитрогеназа животът, такъв какъвто го познаваме днес, не би могъл да възникне.
Обратна еволюция вместо фосили
За разлика от традиционните методи, разчитащи на редки геоложки находки, изследователите са използвали обратна еволюционна реконструкция. Те са възстановили предполагаемата структура на древна версия на нитрогеназата въз основа на съвременни ензими, след което са я „вградили“ в генома на бактерии и са наблюдавали действието ѝ в лабораторни условия.
Живот в свят без кислород
Този подход е позволил на учените да „надникнат“ в епоха, когато кислородът почти е липсвал, а животът е съществувал предимно под формата на анаеробни микроорганизми. Атмосферата тогава е била богата на въглероден диоксид и метан, а достъпът до азот е бил решаващ за оцеляването.
Изотопните сигнатури – надежден отпечатък на живота
Изследователите са анализирали и т.нар. изотопни сигнатури – химическите „следи“, които ензимите оставят в скалите. Досега се предполагаше, че древните ензими са оставяли същите изотопни съотношения като съвременните, но преки доказателства липсваха.
Експериментът показва, че въпреки значителните разлики в ДНК, механизмът, отговорен за образуването на изотопните сигнатури на азота, практически не се е променил в продължение на милиарди години. Това потвърждава надеждността на интерпретациите на древни геоложки данни.
Значение за астробиологията и търсенето на извънземен живот
Откритието има значение не само за историята на Земята. То предоставя по-надежден „еталон“ от биосигнатури, който в бъдеще може да бъде използван при търсенето на следи от живот на други планети.
