Bilim İnsanları Dünya’da Yaşamı Başlatmış Olabilecek “Öncü Peptidi” Tanımladı
Araştırma dünya dışı yaşam için ipuçları sağlayabilir.
Rutgers Üniversitesi bilim insanlarından oluşan bir ekip, Dünya’daki yaşamı ilk olarak destekleyen bir dizi temel kimyasal reaksiyon olan metabolizmanın ilkel kökenlerini saptamaya adanmış bir ekip, bilim insanlarına yaşam üretmenin eşiğindeki gezegenleri tespit etmek için ipuçları sağlayabilecek bir proteinin bir kısmını tanımladı.
Rutgers İleri Biyoteknoloji ve Tıp Merkezi’nde (CABM) araştırmacı olan Vikas Nanda, 10 Mart’ta Science Advances dergisinde yayınlanan araştırmanın, araştırmacılara arayacakları yeni bir ipucu verdiği için dünya dışı yaşam arayışında önemli etkileri olduğunu söyledi.
Laboratuvar çalışmalarına dayanarak Rutgers bilim insanları, yaşamı başlatan en olası kimyasal adaylardan birinin, Kanadalı rock grubuyla bir ilgisi olduğu için değil, omurgasındaki nitrojen atomları iki kritik nikel atomunu bağladığı için “Nickelback” adını verdikleri iki nikel atomuna sahip basit bir peptit olduğunu söylüyorlar. Bir peptit, amino asitler olarak bilinen birkaç temel yapı taşından oluşan bir proteinin bileşenidir.
Nanda, “Bilim insanları, 3,5 ila 3,8 milyar yıl önce, prebiyotik kimyadan – yaşamdan önceki moleküller – canlı, biyolojik sistemlere geçişi başlatan bir devrilme noktası olduğuna inanıyor” dedi. “Değişimin, eski bir metabolik reaksiyonda kilit adımları gerçekleştiren birkaç küçük öncü protein tarafından tetiklendiğine inanıyoruz. Ve bu ‘öncü peptitlerden’ birini bulduğumuzu düşünüyoruz.”
Nickelback peptidinin bir bilgisayar görüntüsü, iki kritik nikel atomunu (turuncu) birbirine bağlayan omurga azot atomlarını (mavi) gösteriyor. Bir proteinin bu kısmını tanımlayan bilim insanları, bunun yaşam üretmenin eşiğindeki gezegenleri tespit etmek için ipuçları sağlayabileceğine inanıyor. Kredi: Nanda Laboratuvarı
Çalışmayı yürüten bilim insanları, NASA’daki Astrobiyoloji programının bir parçası olan, Rutgers liderliğindeki Jeosferlerde ve Mikrobiyal Atalarda Nanomakinelerin Evrimi (ENIGMA) adlı ekibin bir parçası. Araştırmacılar proteinlerin nasıl evrimleşerek Dünya’daki yaşamın başlıca katalizörü haline geldiğini anlamaya çalışıyorlar.
Evreni teleskoplar ve sondalarla geçmiş, şimdiki ya da gelişmekte olan yaşamın işaretleri için tararken, NASA bilim insanları yaşamın habercisi olduğu bilinen belirli “biyo-imzaları” arıyor. Nanda, nikelback gibi peptitlerin NASA tarafından yaşam üretmenin eşiğindeki gezegenleri tespit etmek için kullanılan en son biyo-imza olabileceğini söyledi.
Araştırmacılar, orijinal bir başlatıcı kimyasalın, prebiyotik bir çorbada kendiliğinden bir araya gelebilecek kadar basit olması gerektiğini düşündüler. Ancak biyokimyasal bir süreci yürütmek üzere çevreden enerji alma potansiyeline sahip olması için kimyasal olarak yeterince aktif olması gerekir.
Araştırmacılar bunu yapmak için “indirgemeci” bir yaklaşım benimsedi: Metabolik süreçlerle ilişkili olduğu bilinen mevcut çağdaş proteinleri inceleyerek işe başladılar. Proteinlerin erken ortaya çıkmış olamayacak kadar karmaşık olduğunu bildiklerinden, onları temel yapılarına indirgediler.
Deney dizilerinin ardından araştırmacılar en iyi adayın Nickelback olduğu sonucuna vardı. Peptit 13 amino asitten oluşuyor ve iki nikel iyonunu bağlıyor.
Araştırmacılar nikelin erken okyanuslarda bol miktarda bulunan bir metal olduğunu düşündüler. Peptide bağlandığında, nikel atomları güçlü katalizörler haline geliyor, ilave proton ve elektronları çekiyor ve hidrojen gazı üretiyor. Araştırmacılar, hidrojenin Dünya’nın erken dönemlerinde de daha bol olduğunu ve metabolizmaya güç sağlamak için kritik bir enerji kaynağı olabileceğini düşündüler.
Nanda, “Bu önemli çünkü yaşamın kökeni hakkında birçok teori olsa da, bu fikirlerin çok az sayıda gerçek laboratuvar testi var” dedi. “Bu çalışma, basit protein metabolik enzimlerinin sadece mümkün olduğunu değil, aynı zamanda çok kararlı ve çok aktif olduklarını gösteriyor – bu da onları yaşam için makul bir başlangıç noktası haline getiriyor.”
Referans: “Design of a minimal di-nickel hydrogenase peptide” by Jennifer Timm, Douglas H. Pike, Joshua A. Mancini, Alexei M. Tyryshkin, Saroj Poudel, Jan A. Siess, Paul M. Molinaro, James J. McCann, Kate M. Waldie, Ronald L. Koder, Paul G. Falkowski and Vikas Nanda, 10 Mart 2023, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.abq1990
Kaynak: https://scitechdaily.com
Derleyen: Figen Berber
Dünya Dışı Yaşam Arayışı: Atalarımız 1 Milyar Yıl Önce Amip Benzeri Yaratıklardı