بیگ بنگ: تیمی از محققان دانشگاه راتگرز که در زمینۀ ردیابی منشاء اولیه متابولیسم‌* فعالیت می‌کنند، قسمتی از یک پروتئین را کشف کردند که می‌تواند دانشمندان را به سمت یافتن سیاره‌هایی که در ابتدای آغاز حیات هستند رهنمون سازد.

به گفتۀ “ویکاس ناندا” محققِ مرکز بیوتکنولوژی و پزشکی دانشگاه راتگرز، این تحقیق تأثیرات مهمی بر جستجوهای حیات فرازمینی دارد، زیرا سرنخ‌های جدیدی در مورد آغاز حیات در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد.

بر اساس مطالعات آزمایشگاهی، دانشمندان راتگرز می‌‌گویند یکی از محتمل‌ترین نامزدهای شیمیایی به جریان انداختن زنجیره زندگی در سطح زمین، یک پپتید ساده (نوعی زیست پلیمر کوچک)  به نام «نیکل بک» است که ربطی به نام گروه راک کانادایی ندارد، بلکه بخاطر اسکلت آن است که از پیوند اتم‌های نیتروژن با دو اتم نیکل تشکیل شده است. پپتید یکی از اجزاء یک پروتئین است که از تعدادی بلوک سازندۀ ابتدایی به نام آمینواسید ساخته شده است.

“ناندا” می‌گوید‌: « دانشمندان معتقدند زمانی بین 3.5 تا 3.8 میلیارد سال قبل، نقطه عطفی در حیات رخ داد، چیزی جرقۀ تغییر از شیمی ماقبل زیست (مولکول‌های پیش از آغاز حیات) را به سیستم‌های بیولوژیکی زنده، زده است. ما معتقدیم تعدادی پروتئین آغازین، جرقه تغییر را در واکنش‌های متابولیسمی باستانی زده‌اند و ما یکی از این پپتیدهای آغازین را یافته‌ایم.»

دانشمندانی که این مطالعه را انجام دادند عضو تیمی تحت نظر دانشگاه راتگرز به نام « فرگشت ریزماشین‌ها در خاک‌کره‌ها و اجداد میکروب‌ها » که جزئی از برنامه اخترزیست‌شناسی ناسا است، بوده‌اند. محققان به دنبال این هستند تا بفهمند چطور پروتئین‌ها فرگشت پیدا کردند تا تبدیل به عامل اصلی حیات بر روی زمین شوند.

“ناندا” افزود: «دانشمندان ناسا وقتی با تلسکوپ‌ها و کاوشگرها، جهان را برای نشانه‌هایی از گذشته و حالِ حیات و همچنین حیاتِ در حال ظهور زیر و رو می‌کنند، به دنبال نشانه‌های زیستی خاصی به نام طلایه‌داران حیات هستند. پپتیدهایی مثل “نیکل‌بک” می‌توانند به جدیدترین «نشانه‌های زیست» برای جستجوی سیارات در حال تشکیل حیات، برای ناسا تبدیل شوند.

دانشمندان استدلال کردند یک ماده شیمیایی اولیه باید به اندازۀ کافی ساده باشد تا قادر به تشکیل خودبه‌خودی در سوپ پیش از حیات باشد. ولی در عین حال از لحاظ شیمیایی باید فعال باشد تا پتانسیل دریافت انرژی از محیط و فعال‌سازی زیست شیمیایی آن را داشته باشد.

به همین منظور محققان از یک روش تقلیل‌گرانه استفاده کردند؛ با پروتئین‌های کنونی که با فرایندهای متابولیکی مرتبط هستند شروع کردند. با علم به اینکه این پروتئین‌ها برای ظهور در مراحل اولیه بیش از حد پیچیده هستند، آنها را به ساختار پایه‌شان خُرد کردند. پس از چندین آزمایش‌، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که بهترین نامزد “نیکل‌بک” است. این پپتید از ۱۳ آمینواسید و دو پیوند یونی نیکل تشکیل شده است.

آنها استدلال کردند فلز نیکل به فراوانی در اقیانوس‌های اولیه زمین وجود داشته است. وقتی با پپتید پیوند تشکیل می‌دهد، اتم‌های نیکل کاتالیزور بسیار مؤثری می‌شوند که پروتون‌ها و الکترون‌های بیشتری جذب می‌کنند و در نهایت گاز هیدروژن تولید می‌کنند. دانشمندان معتقدند گاز هیدروژن در مراحل ابتدایی حیات بر روی کره زمین به وفور وجود داشت و در واقع منبعی برای تامین انرژی واکنش‌های متابولیک بود.

“نادا” می‌گوید: « این مهم است چون در حالیکه نظریات زیادی در مورد منشاء حیات وجود دارد، اما تعداد کمی از آنها از لحاظ آزمایشگاهی تست شده‌اند. این کار نشان می‌دهد که نه‌تنها آنزیم‌های متابولیسمی پروتئین‌های ساده ممکن است بسیار فعال و پایدار باشند، بلکه آنها می‌توانند تبدیل به یک نقطه شروع قابل قبول برای حیات باشند.» جزئیات بیشتر این پژوهش درمجله Science Advances منتشر شده است.

* منشاء اولیه متابولیسم‌: زنجیره‌ای از واکنش‌های شیمیایی که اولین‌بار حیات در سطح کره زمین را ممکن ساخت.

ترجمه: میثم رضائی‌زاده/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencedaily.com