羅格斯大學的一組科學家致力于查明新陳代謝的原始起源——一組最初為地球上的生命提供動力的核心化學反應——已經(jīng)確定了一種蛋白質的一部分，這種蛋白質可以為科學家提供線索，以檢測即將產(chǎn)生生命的行星。
羅格斯大學高級生物技術與醫(yī)學中心(CABM)的研究員維卡斯·南達(VikasNanda)表示，這項發(fā)表在《科學進展》(ScienceAdvances)雜志上的研究對尋找地外生命具有重要意義，因為它為研究人員提供了一條新的尋找線索。
根據(jù)實驗室研究，羅格斯大學的科學家表示，最有可能啟動生命的化學候選物之一是一種具有兩個鎳原子的簡單肽，他們稱之為“Nickelback”并不是因為它與加拿大搖滾樂隊有任何關系，而是因為它的主鏈氮原子鍵合兩個關鍵的鎳原子。肽是蛋白質的組成部分，由一些稱為氨基酸的基本構件組成。
“科學家們認為，在3.5到38億年前的某個時候，出現(xiàn)了一個轉折點，它啟動了從生命起源前的化學——生命之前的分子——到活的生物系統(tǒng)的轉變，”Nanda說。“我們相信這種變化是由一些小的前體蛋白引發(fā)的，這些前體蛋白在古老的代謝反應中執(zhí)行關鍵步驟。我們認為我們已經(jīng)找到了這些‘先驅肽’中的一種。”
進行這項研究的科學家是羅格斯大學領導的名為地球圈和微生物祖先納米機器進化(ENIGMA)的團隊的一部分，該團隊是美國宇航局天體生物學計劃的一部分。研究人員正在尋求了解蛋白質如何進化成為地球上生命的主要催化劑。
當用望遠鏡和探測器在宇宙中搜尋過去、現(xiàn)在或正在出現(xiàn)的生命跡象時，美國宇航局的科學家們正在尋找已知是生命預兆的特定“生物特征”。Nanda說，像五分錢這樣的肽可能成為NASA用來檢測即將產(chǎn)生生命的行星的最新生物特征。
研究人員推斷，一種原始的激發(fā)化學物質需要足夠簡單，才能在益生元湯中自發(fā)組裝。但它必須具有足夠的化學活性才能擁有從環(huán)境中獲取能量以驅動生化過程的潛力。
為此，研究人員采用了一種“還原論”方法：他們首先檢查已知與代謝過程相關的現(xiàn)有當代蛋白質。由于知道這些蛋白質太復雜而無法在早期出現(xiàn)，他們將它們簡化為基本結構。
經(jīng)過一系列實驗后，研究人員得出結論，最佳候選者是Nickelback。該肽由13個氨基酸組成并結合兩個鎳離子。
他們推斷，鎳是早期海洋中儲量豐富的金屬。當與肽結合時，鎳原子成為有效的催化劑，吸引額外的質子和電子并產(chǎn)生氫氣。研究人員推斷，氫在早期地球上也更為豐富，并且可能是推動新陳代謝的重要能量來源。
“這很重要，因為雖然有許多關于生命起源的理論，但對這些想法進行實際實驗室測試的卻很少，”南達說。“這項工作表明，不僅簡單的蛋白質代謝酶是可能的，而且它們非常穩(wěn)定且非?；钴S——使它們成為生命的合理起點。”
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