Исследователи из Дюссельдорфа нашли доказательства двух независимых зарождений жизни
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Международная группа учёных под руководством биологов из Дюссельдорфского университета обнаружила доказательства того, что свободноживущие клетки возникали дважды независимо в период расхождения бактерий и архей более 4 миллиардов лет назад. Исследование, опубликованное в Science Advances, показывает, что у последнего универсального общего предка (LUCA) были ферменты лишь для половины из 420 метаболических реакций, а остальные катализировались металлами в гидротермальных источниках.
Ферментативный разрыв между бактериями и археями
Учёные сравнили геномы, структуры белков и химические реакции бактерий и архей, чтобы отследить происхождение ферментов. Они обнаружили, что у последнего универсального общего предка — LUCA — уже были ферменты примерно для половины из 420 универсальных метаболических реакций. Ферменты для остальных реакций появились позже и независимо в двух линиях, что указывает на раздельную эволюцию свободноживущих клеток бактерий и архей, согласно публикации в Science Advances. Это расхождение означает, что ключевые метаболические пути сформировались полностью только после того, как бактерии и археи отделились от LUCA и покинули гидротермальные источники.
Металлы как протоферменты ранней жизни
Отсутствующие ферменты, вероятно, заменялись металлами, такими как железо, никель и молибден, присутствовавшими в среде гидротермальных источников, говорят исследователи. Соавтор работы, неорганический химик Харун Тюйсюз, отмечает, что металлы, естественно встречающиеся в этих источниках, могут заменять удивительно большое число ферментов. Ведущий автор Наталья Мрнявац добавляет, что первопроходцы-бактерии и археи совершили свои первые попытки жизни за пределами источников, используя эти металлические катализаторы. Полученные данные свидетельствуют о том, что ранний метаболизм был наполовину ферментативным, наполовину геохимическим, а переход к полному ферментативному контролю произошёл уже после разделения двух линий.
Что дальше
Исследовательская группа планирует экспериментально проверить, какие именно металлы могли катализировать предковые реакции. Полученные результаты могут также помочь в поиске жизни на других планетах, хотя остаётся неясным, как первые клетки в итоге полностью заменили металлические катализаторы ферментами.
1 источник
Исследователи из Дюссельдорфа нашли доказательства двух независимых зарождений жизни
