Вчені, які займаються проблемою походження життя, припускають, що хімічна реакція фосфорилювання могла відіграти основну роль у поєднанні трьох ключових елементів, з яких складались ранні форми життя, — коротких ділянок нуклеотидів, які зберігають генетичну інформацію, амінокислот (пептидів), на основі яких функціонує біохімічна машинерія клітин, та ліпідів, які утворюють замкнені структури, зокрема стінки клітин. Утім досі не вдавалось виявити агента фосфорилювання, який, правдоподібно, був присутній на ранній планеті і міг взаємодіяти з цими трьома типами молекул за однакових реалістичних умов.
Тепер хіміки з Дослідницького інституту ім. Е. Скріппс в Каліфорнії, здається, знайшли такий компонент — діамідофосфат (DAP). "Ми стверджуємо, що ця сполука могла звести докупи і поєднати олігонуклеотиди, олігопептиди і замкнути їх в клітинноподібних структурах, — каже провідний автор дослідження Раманараянан Крішнамурті. – Цей процес, ймовірно, зумовив складніші хімічні реакції, у підсумку яких з’явилися перші найпростіші живі істоти”.
Дослідження, опубліковане в журналі Nature Chemistry, є частиною масштабної спроби вчених з усього світу простежити процеси виникнення життя з неживої матерії.
Вчені раніше вже описували фосфорилювання молекул на ранній Землі, яке потенційно могло лежати в основі процесу зародження життя. Але у цих сценаріях брали участь різні фосфорилювальні агенти, а самі реакції протікали в часто незвичних умовах. "Малоймовірно, що такі незвичні процеси могли проходити в одному місці в один і той самий час", — каже Крішнамурті.
Разом зі своєю командою (Клементиною Ґіборд, Субхенду Бховніком та Меґою Клакі — усі з Дослідницького інституту ім. Е. Скріппс) Крішнамурті показав, що DAP здатний фосфорилювати кожен з чотирьох нуклеозидних елементів РНК у воді або пастоподібному стані при широкому спектрі температур.
З додаванням каталізатора імадизолу — простої органічної сполуки, яка, ймовірно, була присутня на ранній Землі, — DAP також зумовив появу коротких РНК-подібних ланцюгів з цих фосфорилювальних будівельних блоків. З водою та імідазолом DAP також ефективно фосфорилював ліпідні елементи гліцеролу та жирних кислот, що зумовлює появу невеликих фосфоліпідних капсул, які називають везикулами. Це примітивна версія клітин. Крім того, за кімнатної температури DAP також фосфорилювала амінокислоту гліцин, аспаргінову кислоту та глютамінову кислоту й допомагала пов’язати ці молекули у короткі пептидні ланцюги.
"Отже, DAP трансформує ці три важливі класи добіологічних молекул, поєднує їх та дозволяє їм взаємодіяти", — каже Крішнамурті.
Тепер він планує ідентифікувати потенційні джерела DAP чи схожих фосфор-азотних сполук, які могли бути присутні на Землі напередодні зародження життя. "Астрономи виявили докази існування фосфор-азотних сполук у газі і пилу міжзоряного простору, тож дуже ймовірно, що такі компоненти були присутні на ранній Землі і зіграли ключову роль у появі складних молекул життя".
Potential 'missing link' in chemistry that led to life on Earth discovered
ScienceDaily, 6.11.2017
Зреферував Євген Ланюк
07.11.2017