Penemuan mendalam tentang asal usul kehidupan di Bumi – evolusi protein pengikat logam

Para peneliti telah mengeksplorasi evolusi protein pengikat logam selama miliaran tahun.

Untuk menjawab salah satu pertanyaan paling mendalam dalam biologi, sebuah tim yang dipimpin oleh Rutgers telah menemukan struktur protein yang mungkin bertanggung jawab atas asal usul kehidupan dalam rebusan purba Bumi purba.

Studi ini muncul di jurnal kemajuan ilmu pengetahuan.

Para peneliti telah menemukan bagaimana kehidupan primitif di planet kita muncul dari bahan-bahan sederhana yang tidak hidup. Mereka menanyakan sifat apa yang mendefinisikan kehidupan seperti yang kita ketahui dan menyimpulkan bahwa apa pun yang hidup perlu mengumpulkan dan menggunakan energi, dari sumber seperti matahari atau ventilasi hidrotermal.

Dalam istilah molekuler, ini bisa berarti bahwa kemampuan untuk mengocok elektron sangat penting bagi kehidupan. Karena elemen terbaik untuk transfer elektron adalah logam (pikirkan kabel listrik standar) dan sebagian besar aktivitas biologis dilakukan oleh protein, para peneliti memutuskan untuk mengeksplorasi kombinasi keduanya—yaitu, protein yang mengikat logam.

Untuk menjawab salah satu pertanyaan paling mendalam dalam biologi, sebuah tim yang dipimpin oleh Rutgers telah menemukan struktur protein yang mungkin bertanggung jawab atas asal usul kehidupan dalam rebusan purba Bumi purba. Kredit: Rutgers

Mereka membandingkan semua struktur protein yang ada yang mengikat logam untuk menetapkan fitur umum apa pun, berdasarkan hipotesis bahwa fitur umum ini ada dalam protein leluhur dan terdiversifikasi dan diturunkan untuk membuat kumpulan protein yang kita lihat sekarang.

Evolusi struktur protein memerlukan pemahaman bagaimana lipatan baru muncul dari lipatan yang ada sebelumnya, sehingga para peneliti merancang metode komputasi yang menemukan bahwa sebagian besar protein terikat logam yang ada saat ini cukup mirip terlepas dari jenis logam yang mereka ikat, dan organisme. berasal dari atau fungsi yang diberikan pada protein secara keseluruhan.

“Kami telah melihat bahwa inti pengikat logam dari protein yang ada sebenarnya serupa meskipun protein itu sendiri mungkin tidak,” kata penulis utama studi Jana Bromberg, seorang profesor di Departemen Biokimia dan Mikrobiologi di Rutgers University di New Brunswick. . “Kami juga telah melihat bahwa inti pengikat logam ini sering terdiri dari struktur inti yang berulang, seperti balok LEGO. Anehnya, balok ini juga ditemukan di daerah protein lain, bukan hanya inti pengikat logam, dan di banyak protein lain. yang belum Pengamatan kami menunjukkan bahwa penataan ulang blok bangunan kecil ini mungkin memiliki satu atau sejumlah kecil nenek moyang yang sama dan memunculkan berbagai protein dan fungsinya yang tersedia saat ini—yaitu, kehidupan seperti yang kita kenal .”

kata Bromberg, yang penelitiannya berfokus pada penguraian DNA Diagram mesin molekuler kehidupan. Penjelasan ini juga dapat berkontribusi pada pencarian kita akan kehidupan di planet dan benda planet lainnya. Penemuan blok bangunan struktural spesifik kami juga mungkin relevan dengan upaya biologi sintetik, karena para ilmuwan bertujuan untuk membangun kembali protein yang sangat aktif. “

Referensi: “Pengukuran hubungan struktural situs pengikatan logam menunjukkan asal-usul transpor elektron biologis” 14 Jan 2022, Tersedia di sini. kemajuan ilmu pengetahuan.

Studi ini didanai oleh NASAIni juga termasuk peneliti dari University of Buenos Aires.