დედამიწის ისტორიის ადრეულ ეტაპზე იყო ერთი კრიტიკული წერტილი, როდესაც ორგანულ მოლეკულათა ნაზავში ქიმიური რეაქციები დაიწყო და წარმოქმნა რაღაც ისეთი, რაც შეიძლება ბიოლოგიურად ჩავთვალოთ.
სპეკულაციების საგნად რჩება, ზუსტად როგორი შეიძლება ყოფილიყო ეს პირველი მეტაბოლური რეაქცია. ის საკმარისად მარტივი უნდა ყოფილიყო, რათა სავარაუდოდ უკვე არსებულ კომპონენტებს შორის მომხდარიყო, მაგრამ ამავე დროს, მაინც საკმარისად ეფექტიანი, რათა მის გარემოში მთელ რიგ ცვლილებათა კატალიზატორი ყოფილიყო.
ახლახან, რატგერსის უნივერსიტეტისა და ნიუ-იორკის საქალაქო კოლეჯის მკვლევართა ჯგუფმა გამოავლინა ცილა, რომელმაც შეიძლება, გადამწყვეტი როლი ითამაშა სიცოცხლის ჩვენთვის ცნობილი ფორმის აღმოცენებაში — მარტივი პეპტიდი, რომელსაც მათ ნიკელბეკი უწოდეს.
ეს სახელი დაარქვეს არა ცნობილი კანადური როკ-ჯგუფის პატივსაცემად, არამედ ცილის ხერხემლის მისანიშნებლად — შედგება ამინომჟავების ჯაჭვისა და აზოტის ორი ატომისგან, რომლებიც ნიკელის ატომებთან არის დაკავშირებული.
ამ აღმოჩენამ შეიძლება უფრო მეტი სინათლე მოჰფინოს არა მხოლოდ დედამიწაზე სიცოცხლის აღმოცენების გზას, არამედ ასტრონომებსაც მისცეს კიდევ ერთი მინიშნება სხვა ისეთ პლანეტებზე სიცოცხლის საძებნელად, სადაც ეს აუცილებელი ქიმიური ინგრედიენტები ახლა იწყებენ წარმოქმნას.
„მეცნიერთა აზრით, დაახლოებით 3,5 – 3,8 მილიარდი წლის წინ, დედამიწაზე გარდამტეხი მომენტი იდგა, რაღაც, როდესაც რაღაც ცვლილება დაიწყო პრებიოტური ქიმიიდან (მოლეკულები სიცოცხლის აღმოცენებამდე) ცოცხალი, ბიოლოგიური სისტემებისკენ“, — ამბობს რატგერსის უნივერსიტეტის ბიოქიმიკოსი და მოლეკულური ბიოლოგი ვიკას ნანდა.
„გვჯერა, რომ ცვლილება გამოიწვია რამდენიმე წინამორბედმა ცილამ, რომლებმაც საკვანძო ნაბიჯები შეასრულეს უძველეს მეტაბოლურ რეაქციაში. ვფიქრობთ, სწორედ ერთ-ერთი ასეთი პიონერი პეპტიდი აღმოვაჩინეთ“, — აგრძელებს ნანდა.
თავიანთი საბოლოო პეპტიდის დიზაინის მისაღებად, მეცნიერებმა მუშაობა იმ თანამედროვე ცილებზე დაიწყეს, რომლებიც ამდენი ბიოქიმიური რეაქციებისთვის გადამწყვეტად მნიშვნელოვან მეტაბოლურ პროცესებს წარმართავს. უძველესი ცილები გაცილებით მარტივი უნდა ყოფილიყო და ამიტომ, თანამედროვე ცილები ყველაზე მარტივ ნაწილებად დაშალეს.
ექსპერიმენტთა მთელმა სერიებმა ნიკელბეკი იმ ყველაზე სავარაუდო, საკმარისად მარტივ კანდიდატად გამოავლინა, რომელიც პრებიოტურ დედამიწაზე უნდა წარმოქმნილიყო და რომელიც, საკმარისად კომპლექსურიც იყო იმისათვის, რათა გარემოდან ენერგია აეღო და ამ ენერგიით რაღაც გაეკეთებინა. ის ჯამში 13 ამინომჟავას იყენებს; ამ მოლეკულებს ხშირად ცილებისა და თავად სიცოცხლის „საშენ მასალას“ უწოდებენ.
ამ საბაზისო „ხარაჩოზე“, ნიკელის ორ ატომს შეუძლია მიებას და ასახოს რკინა-ნიკელის ჯგუფის საბაზისო აქტივობები [NiFe] ჰიდროგენაზაში, ასევე ნიკელ-ნიკელის ჯგუფი აცეტილ-CoA სინტაზში — ესენი გახლავთ ორი უძველესი ცილა, რომლებიც დღესაც მთავარ როლს ასრულებს მეტაბოლიზმში.
ნიკელი ჩვენი პლანეტის პირველ ოკეანეებში უხვად უნდა ყოფილიყო. გადამწყვეტია, რომ როდესაც ცილასთან არის შეკავშირებული, ნიკელის ატომები კატალიზატორის როლს ასრულებს წყალბადის აირის გამოყოფაში, რაც ენერგიის სასიცოცხლო წყარო უნდა ყოფილიყო მილიარდობით წლის წინ. მკვლევართა ჯგუფმა ლაბორატორიაში ყველა ამ პროცესის მუშაობა აჩვენა.
„მნიშვნელოვანია, რადგან მართალია, სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ მრავალი თეორია არსებობს, მაგრამ ამ იდეების შესამოწმებლად, მხოლოდ რამდენიმე ნამდვილი ლაბორატორია არსებობს“, — ამბობს ნანდა.
თუ ნიკელბეკმა მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა დედამიწაზე სიცოცხლის აღმოცენებაში, გონივრულია ვივარაუდოთ, რომ ის შეიძლება სხვა პლანეტებზეც ჩამოყალიბდა, ალბათ ისეთ პლანეტებზე, რომლებიც თავის ევოლუციურ გზაზე ჩვენგან არც ისე შორს არიან.
სამყაროში სიცოცხლის საძებნელად მკვლევრები ე. წ. ბიოხელწერებს იყენებენ — ქიმიურ კვალს, რომლებიც შეიძლება იქ არსებულ ორგანიზმებზე მიუთითებდეს. ბიოხელწერების ასეთ სიაში უკვე შეიძლება დაემატოს ნიკელბეკიც.
დედამიწაზე სიცოცხლის აღმოცენების ამბის გარკვევა ადვილი არ არის, მაგრამ ჭკვიანური მეთოდების საშუალებით, თანდათან უკეთესი წარმოდგენა გვექმნება იმის შესახებ, თუ როგორ ჩამოყალიბდა კომპლექსური სიცოცხლე.
„როგორც ეს ნაშრომი აჩვენებს, შესაძლებელია არა მხოლოდ მარტივი ცილის მეტაბოლური ფერმენტების არსებობა, არამედ იმასაც, რომ ისინი ძლიერ სტაბილური და აქტიურია, რის გამოც, ისინი სიცოცხლის შესაძლო საწყისი წერტილია“, — ამბობს ნანდა.
კვლევა Science Advances-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია rutgers.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
