Биохимики синтезировали аминокислоты (а это, напомним, «строительные блоки» белков) в условиях, имитирующих подводные геотермальные источники древнейшей Земли.
Гипотеза о том, что жизнь зародилась в подводных горячих источниках вроде «чёрных курильщиков», имеет солидный список аргументов в свою пользу. Тут и элементный состав цитоплазмы и ферментов, и наличие рядом перспективных катализаторов в виде сульфидных минералов, и другие факторы.
Однако всё это лишь косвенные свидетельства. Можно ли прямо воспроизвести образование биологических молекул в таких условиях?
Для ряда веществ, в том числе некоторых аминокислот, такие результаты уже получены. (Подробнее о разных путях синтеза органики в «чёрных курильщиках» можно узнать из научно-популярной книги Михаила Никитина «Происхождение жизни: от туманности до клетки».)
Авторы нового исследования добавили в этот паззл важный фрагмент, воспроизведя синтез аланина. Напомним, что это одна из 20 аминокислот, из которых, как цепи из звеньев или строки из букв, строятся молекулы белка.
Основными ингредиентами реакции, протекающей при 70 °C, были аммиак и пировиноградная кислота. Первый должен был в изобилии присутствовать на ранней Земле. Синтез же второго вещества в подводных геотермальных источниках был воспроизведён в предыдущих исследованиях.
Экспериментаторам пришлось удалить из воды почти весь растворённый кислород, ведь четыре миллиарда лет назад, в эпоху зарождения жизни, этого газа в атмосфере практически не было. Также они скорректировали pH воды, сделав жидкость более щелочной.
Правда, O2 для реакции всё-таки понадобился. Его в небольшом количестве впрыскивали в раствор. Этот газ мог образовываться в геотермальных источниках в результате других химических процессов.
Учёные испытывали в качестве катализатора различные соединения железа. Оказалось, что наилучший результат дают минералы, в которых в пропорции 1:1 присутствуют двух- и трёхвалентные атомы железа.
Конечным продуктом реакций стал не только аланин, но и альфа-гидроксикислоты. Последние вещества также являются перспективным «сырьём» для образования некоторых биологических молекул.
«Мы показали, что в геологических условиях, имитирующих раннюю Землю и, возможно, другие планеты, мы можем получать аминокислоты и альфа-гидроксикислоты в простой реакции в мягких условиях, существовавших на морском дне», – резюмирует Бэрдж.
Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале PNAS группой во главе с Лаурой Бэрдж (Laura Barge) из NASA.
Автор: Анатолий Глянцев