Каждый хочет знать ответ на вопрос, как зародилась жизнь на Земле, но мало кто так сосредоточен на этом вопросе, как Раманарайан Кришнамурти.
Будучи химиком в калифорнийском исследовательском центре Скриппса, Кришнамурти исследовал возникновение РНК, мост между пребиотической химией и протобиологией , а также сложное возникновение протоклеток — своего рода предков клеток , из которых состоят все живые существа. Кришнамурти даже является одним из руководителей астробиологической инициативы НАСА, исследующей происхождение жизни на Земле.
Теперь Кришнамурти и его команда потенциально обнаружили еще одну недостающую часть биологической головоломки Земли: метод формирования самых первых клеток. В новой статье, опубликованной в журнале Chem, ученые обнаружили, что процесс, называемый «фосфорилированием» — когда фосфатная группа присоединяется к молекуле — мог произойти гораздо раньше в истории Земли, и создали путь для создания протоклеток из жировых клеток.
«Теперь мы обнаружили вероятный способ, которым фосфаты могли быть включены в клеточные структуры раньше, чем считалось ранее, что закладывает строительные блоки для жизни», — сказал Кришнамурти в заявлении для прессы. «Это открытие помогает нам лучше понять химическую среду ранней Земли, чтобы мы могли раскрыть происхождение жизни и то, как жизнь могла развиваться на ранней Земле».
По мнению исследователей, большим вопросом для Кришнамурти и его команды была попытка выяснить, как эти протоклетки перешли к двойной цепи фосфатов — структуре, которая более стабильна и может вызывать химические реакции. Чтобы понять это, команда воссоздала в лаборатории условия ранней Земли, используя такие химические вещества, как жирные кислоты и глицерин. Эти смешанные растворы охлаждали, нагревали и встряхивали для стимулирования химических реакций. Их также тестировали с различными соотношениями, температурами и уровнями pH, чтобы выяснить, как формируются эти структуры. Включив красители, исследователи смогли стать свидетелями образования везикул, похожих на протоклетки.
Оказывается, жирные кислоты смогли перейти в «фосфолипидную среду», что позволяет предположить, что фосфорилирование могло произойти гораздо раньше, чем считалось ранее. Согласно заявлению для прессы, теория о том, что этот процесс происходит так рано, подтверждается тем фактом, что фосфаты присутствуют «почти во всех химических реакциях в организме». Из-за этого вероятность того, что они сыграют решающую роль в развитии жизни на Земле, была довольно высока.
«Мы обнаружили один вероятный путь того, как фосфолипиды могли возникнуть в ходе этого химического эволюционного процесса», — заявил биофизик-исследователь Скриппса Ашок Дениз. Фосфолипиды представляют собой дальнейшее развитие мембраны везикул. «Интересно узнать, как ранняя химия могла измениться, чтобы обеспечить жизнь на Земле. Наши результаты также намекают на множество интригующих физических явлений, которые, возможно, сыграли ключевую функциональную роль на пути к современным клеткам».
Хотя это важный шаг в понимании сложной химии, которая в конечном итоге привела к потрясающему биоразнообразию Земли, ученым еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем уверенно раскрыть всю историю. Для Кришнамурти и остальной части его команды работа продолжается.
