تناولت دراسة جديدة أجراها علماء روتجرز هذه الأسئلة الأكثر عمقاً التي لم تتم الإجابة عليها في علم الأحياء، حيث اكتشف العلماء هياكل البروتينات التي يمكن أن تلعب دوراً رئيسياً في نشأة الحياة في التركيب البدائي للأرض القديمة.
كيف ظهرت الحياة على كوكبنا؟
حددوا الخصائص التي تحدد الحياة وخلصوا إلى أن أي شيء حي يحتاج إلى جمع واستخدام الطاقة من مصادر مثل الشمس أو الفتحات الحرارية المائية.
ونظراً لأن البروتينات تقوم بمعظم الأنشطة البيولوجية، فقد قرر العلماء استكشاف مزيج من الاثنين، أي البروتينات التي تربط المعادن.
علماء يكتشفون هياكل البروتينات التي يمكن أن تلعب دوراً رئيسياً في نشأة الحياة في التركيب البدائي للأرض
وقالت المؤلفة الرئيسية للدراسة، يانا برومبيرغ، الأستاذة في قسم الكيمياء الحيوية والأحياء الدقيقة في جامعة روتجرز، نيو برونزويك: "لقد قارنا جميع هياكل البروتين الموجودة التي تربط المعادن لإنشاء أي سمات مشتركة، بناءً على فرضية أن هذه الميزات المشتركة كانت موجودة في بروتينات الأسلاف وتم تنويعها وتمريرها لتكوين مجموعة البروتينات التي نراها اليوم".
استخدم العلماء نموذجاً حسابياً يُظهر أن الغالبية العظمى من البروتينات المرتبطة بالمعادن الموجودة حالياً متشابهة إلى حد ما بغض النظر عن نوع المعدن الذي ترتبط به، أو الكائن الحي الذي تأتي منه، أو الوظيفة المخصصة للبروتين ككل.
البروتينات المسؤولة عن نشأة كوكب الأرض
وقالت برومبيرغ: "لقد رأينا أن نوى الارتباط بالمعادن للبروتينات الموجودة متشابهة بالفعل على الرغم من أن البروتينات نفسها قد لا تكون كذلك، لقد رأينا أيضاً أن نوى الربط المعدني هذه غالباً ما تتكون من هياكل أساسية متكررة، نوعاً ما مثل مكعبات ليغو، ومن الغريب أن هذه الكتل وجدت أيضاً في مناطق أخرى من البروتينات، وليس فقط نوى ربط المعادن، وفي العديد من البروتينات الأخرى التي لم يتم أخذها في الاعتبار في دراستنا، كما تشير ملاحظاتنا إلى أن إعادة ترتيب وحدات البناء الصغيرة هذه ربما كان لها عدد واحد أو عدد صغير من الأسلاف المشتركة وأدت إلى ظهور النطاق الكامل للبروتينات ووظائفها المتاحة حالياً، أي الحياة كما نعرفها".
"لدينا القليل جداً من المعلومات حول كيفية نشأة الحياة على هذا الكوكب، ويساهم عملنا في تفسير لم يكن متاحاً من قبل، ويمكن أن يساهم هذا التفسير أيضاً في بحثنا عن الحياة على الكواكب والأجسام الكوكبية الأخرى، ومن المحتمل أيضاً أن يكون اكتشافنا للبنات البناء الهيكلية المحددة ذا صلة بجهود البيولوجيا التركيبية، حيث يهدف العلماء إلى بناء بروتينات نشطة بشكل خاص من جديد".
