Вчені дослідили, як стародавні ферменти 3,2 млрд років працювали в умовах, коли земна атмосфера ще не була насичена киснем. Розуміння біохімічних процесів вивільнення азоту за допомогою ферменту нітрогенази має велике значення для пошуку життя у Всесвіті.
Безкисневий світ
У Nature Communications з’явилося дослідження, присвячене роботі ферменту нітрогенази та її біохімічним слідам. Це, на перший погляд, далеке від космосу дослідження може мати велике значення для пошуку життя за межами Землі.
Малоймовірно, що в найближчі десятиліття науковці матимуть змогу особисто полетіти на інші планети й пошукати там рослин та тварин. Скоріш за все, про наявність життя десь біля іншої зорі дізнаються, дослідивши спектр світла, що проходить крізь атмосферу планети на її орбіті. Так шукатимуть певні речовини, які однозначно вказують на присутність там життя. Їх називають біомаркерами.
Серед біомаркерів найчастіше згадують кисень. Адже всі найенергетичніші біохімічні процеси на Землі пов’язані саме з ним. Однак уже не перший рік тривають суперечки щодо того, чи справді кисень може вважатися ознакою життя.
Азот
Значна частина суперечок щодо кисню як біомаркера пов’язані з тим, що існує купа абіотичних процесів, у результаті яких він може утворюватися. Однак не менш, а навіть більш важливим моментом є те, що життя може існувати й без нього. Більшу частину історії Землі його в атмосфері Землі було дуже мало й організми просто не використовували ані фотосинтез, ані дихання.
Але звідки вони тоді брали енергію? З менш ефективних за енергетичним виходом реакцій. І однією з них було вивільнення азоту. Цей механізм є надзвичайно важливим і зараз, але вже як частина інших біохімічних циклів, а тоді це було одне з основних джерел енергії.
Проблема полягає в тому, що ключову роль у цьому процесі відіграє фермент нітрогеназа, яку майже неможливо безпосередньо зафіксувати на спектрограмах. Натомість там легко виявити характерне співвідношення ізотопів азоту.
Проте тут виникає нова проблема. Усе це справедливо для сучасної нітрогенази. А її аналоги, що існували мільярди років тому, могли складатися з геть інших нуклеотидів і давати зовсім інший розподіл ізотопів. Саме розв’язанню цього питання і присвячена нова праця.
Автори дослідження показали, що так, стародавні нітрогенази сильно відрізнялися від сучасних. Але ні, ізотопний склад продукту їхньої діяльності був той самий. А отже, його можна використовувати як надійний біомаркер — настільки, наскільки взагалі можна вважати надійним будь-який біомаркер.
За матеріалами phys.org
