کشف ساختار پروتئینی که می‌تواند عامل شکل‌گیری حیات اولیه زمین باشد

در مسیر یافتن پاسخ یکی از سوالات مبهم در زیست‌شناسی، محققان  ساختار پروتئینی  را کشف کردند که احتمالا  حیات اولیه در زمین  با آن شکل گرفته است. محققان در پژوهشی بررسی کردند که حیات اولیه چگونه می‌تواند از مواد غیرزنده و ساده روی زمین شکل بگیرد. آن‌ها از خود پرسیدند حیاتی که امروزه می‌شناسیم چه ویژگی‌هایی دارد. این حیات می‌تواند شامل هر چیز زنده‌ای باشد که برای ادامه حیات خود به جمع‌آوری و استفاده انرژی از منابعی مثل خورشید نیاز داشته باشد.

در ابعاد مولکولی، چنین چیزی به این معنی است که موجود زنده برای ادامه حیات توانایی  جابه‌جایی الکترون  داشته باشد. از آنجایی که فلزات بهترین مواد برای جابه‌جایی الکترون‌ها هستند و بیشتر فعالیت‌های زیستی موجودات با پروتئین انجام می‌شود، محققان تصمیم گرفتند تا به دنبال پروتئین‌هایی بگردند که فلزات را به هم بچسبانند.

 

ساختار پروتئینی و حیات روی زمین

آن‌ها تمام ساختارهای پروتئینی که فلزات را به هم می‌چسبانند، بررسی کردند تا ویژگی‌های مشترکشان را پیدا کنند. محققان این مطالعه را بر اساس نظریه‌ای انجام دادند که پروتئین‌های امروزی را شکلی کامل شده از پروتئین‌هایی می‌داند که در طول زمان تغییر پیدا کرده و حالا به چیزی که امروز می‌بینیم تبدیل شده است.

درک تکامل ساختار پروتئین‌ها مستلزم درک چگونگی شکل‌گیری ساختارهای امروزی از پروتئین‌های گذشته است. به همین دلیل، محققان روشی رایانه‌ای طراحی کردند و با آن متوجه شدند ساختار تمام پروتئین‌هایی که فلزات را به هم می‌چسبانند، فارغ از اینکه در چه عضوی از بدن هستند و با چه نوع فلزی کار می‌کنند، کاملا مشابه هم هستند.

آن‌ها مشاهده کردند که هسته امروزی این پروتئین‌ها کاملا شبیه به هم هستند، حتی اگر پروتئین‌ها کار مشابهی انجام ندهند. علاوه بر این، مشخص شد که هسته این پروتئین‌ها از زیرساختارهایی که مثل لگو به هم متصل و تکرار می‌شوند، تشکیل شده است. این زیرساختارها در سایر قسمت‌های این نوع پروتئین و حتی سایر پروتئین‌ها نیز دیده شد.

این نتایج نشان می‌دهد با بازچینش این زیرساختارها می‌توان به یک یا چندین  نیای پروتئین‌ها  برسیم که تمام حیاتی که امروز می‌شناسیم را به وجود آورده است. با این که همچنان اطلاعات بسیار کمی از چگونگی شکل‌گیری حیات روی زمین داریم، نتایج این مطالعه توضیحاتی ارائه می‌دهد که تاکنون مطرح نشده. چنین توضیحاتی می‌تواند حتی حیات روی سیارات دیگر را نیز توجیه کند.