|
Мы ошибались относительно происхождения жизни
|
|
|
|
Ученые пытаются скорректировать наше понимание того, как именно появились гены. Некоторое время существовал консенсус относительно порядка, в котором аминокислоты-строительные блоки были “добавлены” в коробку с деталями Lego, из которых строятся наши гены. Но, по мнению генетических исследователей из Университета Аризоны, наши предыдущие предположения могут отражать предубеждения в нашем понимании биотических (живых) и абиотических (неживых) источников.
|
|
|
|
Другими словами, наша текущая рабочая модель истории генов, возможно, недооценивает раннюю протоживу (которая включала в себя предшественников, таких как РНК и пептиды), по сравнению с тем, что появилось с началом жизни и после него. Наше понимание этих чрезвычайно древних времен всегда будет неполным, но для нас важно продолжать исследования ранней Земли. Ученые объясняют, что любые улучшения в этом понимании могут не только позволить нам узнать больше о нашей собственной истории, но и помочь нам в поиске истоков жизни в других уголках Вселенной.
|
|
|
|
В этой статье, опубликованной в рецензируемом журнале Proceedings of National Academy of Science, исследователи во главе со старшим автором Джоанной Мейсел и первым автором Савсаном Вехби объясняют, что жизненно важные компоненты наших белков (они же аминокислоты) появились четыре миллиарда лет назад - до последнего универсального общего предка (ЛУКА) из всей жизни на Земле. Эти цепочки из десятков или более аминокислот, называемые белковыми доменами, “подобны колесу” автомобиля, говорится в заявлении Вехби: “Это деталь, которую можно использовать в самых разных автомобилях, а колеса существуют гораздо дольше, чем автомобили”.
|
|
|
|
|
|
|
Группа использовала специализированное программное обеспечение и данные Национального центра биотехнологической информации, чтобы построить эволюционное (так сказать) древо этих белковых доменов, которые не были теоретизированы или исследованы до 1970-х годов. Наши знания об этих деталях росли семимильными шагами.
|
|
|
|
Одним из важных изменений в парадигме, предложенных этим исследованием, является идея о том, что мы должны переосмыслить порядок, в котором 20 незаменимых генетических аминокислот появились на ранней Земле. Ученые утверждают, что существующая модель переоценивает частоту появления аминокислот у ранних форм жизни, что приводит к теории о том, что аминокислота, обнаруженная в наиболее насыщенном состоянии, должна была появиться первой. Это согласуется с существующими исследованиями, такими как статья 2017 года, в которой утверждается, что наши аминокислоты представляют собой лучшие из лучших, а не просто “застывшее стечение обстоятельств”. В своей статье ученые утверждают, что аминокислоты могли быть даже получены из разных частей молодой Земли, а не из единой среды в целом.
|
|
|
|
Особое внимание ученых привлек триптофан, оклеветанная “сонная” аминокислота, содержащаяся в индейке на День благодарения (ее буквенное обозначение - W). “Ученые пришли к единодушному мнению, что W была последней из 20 канонических аминокислот, которые были добавлены в генетический код”, - написали ученые. Но они обнаружили 1,2% W в данных до LUCA и всего 0,9% после LUCA. Эти значения могут показаться незначительными, но разница составляет 25%.
|
|
|
|
Почему последняя появившаяся аминокислота была более распространена до того, как началась ветвление всей последующей жизни? Команда предположила, что химическое объяснение может указывать на еще более древнюю версию генетической идеи. Как и во всех эволюционных процессах, нет никакой интуитивной причины, по которой какая-то одна успешная вещь должна быть единственной в своем роде или семействе, которые когда-либо существовали.
|
|
|
|
“Поэтапное построение современного кода и конкуренция между древними кодами могли происходить одновременно”, - заключают ученые. И, что интересно, “в древних кодах также могли использоваться неканонические аминокислоты”. Они могли возникнуть вокруг щелочных гидротермальных источников, которые, как полагают, сыграли ключевую роль в зарождении жизни, несмотря на то, что возникшие в результате этого формы жизни прожили там недолго.
|
|
|
|
Чтобы применить эту теорию к остальной Вселенной, нам тоже не нужно далеко ходить. “Биотический синтез ароматических аминокислот может быть возможен на границе раздела воды и горных пород в подповерхностном океане Энцелада”, – объясняют ученые. Это всего лишь расстояние до Сатурна. Возможно, вечеринка в честь открытия Солнечной системы ближе, чем мы думаем.
|
|
|
|
Источник
|
