Одна из четырех букв РНК — основной молекулы жизни…

Сегодня группа японских ученых объявила об открытии, которое может помочь объяснить один из самых больших вопросов в науке: Как возникла жизнь на Земле? Ответ, по их мнению, нужно искать в Старая статья из Солнечная система Достигнуто: около 5 граммов почвы, извлеченных космическим зондом «Хаябуса-2» с поверхности Рюгу.

этот астероид Это черный шар диаметром около 900 метров, который вращается между Марсом и Землей на расстоянии не менее 100 000 км. Для ученых это как капсула времени, которая блуждает и остается нетронутой с момента зарождения Солнечной системы 4,5 миллиарда лет назад. Его состав показывает, что это самый древний и самый важный материал, из которого впоследствии образовались все планеты, включая Землю.

В декабре 2014 года Япония запустила зонд «Хаябуса-2», который должен был стать первым пилотируемым космическим кораблем, способным посетить астероид, взять с него образцы и отправить их обратно на Землю. Его предшественник, «Хаябуса-1», уже делал что-то подобное, но земли, которую мог разорвать астероид Итокава, было очень мало. Достигнув Рюгу, «Хаябуса-2» не только собрал грязь с поверхности, но и обстрелял Рюгу снарядами, обнажая его внутренности и пробуя внутренности.

В декабре 2020 года бронированная капсула избегает повторного входа и терпит крушение в отдаленном месте пустыни в Южной Австралии. Образцы, отправленные обратно, были Hayabusa 2. Позже исследователи подтвердили, что корабль обнаружил 5,4 г исходного астероида. Это был древнейший и чистейший материал, доступный человечеству.

Ученые взяли эту почву и растворили ее в перегретой воде в поисках органических молекул. Последние результаты, опубликованные сегодня в Nature Communications, показывают, что Рюгу содержит урацил, одну из четырех генетических букв, составляющих РНК. Считается, что эта комплементарная молекула ДНК, хотя и более простая, могла быть первой формой жизни на Земле.

«Присутствие урацила в Рюгу является убедительным доказательством присутствия этого соединения во внеземной материи», — объясняет Ясухиро Охба, биохимик из Университета Хоккайдо и первый автор исследования. [that makes up asteroids and other bodies]«Это открытие подтверждает гипотезу о том, что органические молекулы, обнаруженные в метеоритах, астероидах и кометах, способствовали жизненно важному развитию ранней Земли и, возможно, возникновению жизни на этой планете», — говорит он.

Земля образовалась 4,5 миллиарда лет назад из пыли и горных пород, скопившихся вокруг Солнца. Материалы, которые планеты-гиганты, такие как Юпитер и Сатурн, не использовали, остались доступными для формирования четырех каменистых планет: Марса, Венеры, Меркурия и Земли.

Около 4,1 миллиарда лет назад молодая Земля подверглась сильной бомбардировке кометами и астероидами. Большая часть сегодняшней океанской воды, а также необходимые органические соединения могли попасть на борт этих тел. Первые формы жизни, уже способные к размножению микробы, уже существовали около 3,7 млрд лет назад. Хотя никто не знает, как они возникли, возможно, что ДНК и РНК, которые позволили им размножаться и развиваться, сформировались в среде с теплом, водой и необходимыми строительными блоками для жизни, возможно, из космоса, такими как гидротермальные жерла в океане. пол.

Японские ученые, связанные с Hayabusa 2 из Японского космического агентства, также обнаружили другие органические соединения, такие как никотиновая кислота, которая содержится в витамине B3. На нашей планете эта молекула помогает организмам извлекать энергию из питательных веществ, создавать запасы холестерина и жира, а также формировать и поддерживать ДНК.

Оба отмечает, что это первый случай обнаружения урацила на астероиде. Одним из самых интригующих открытий является то, что образцы из внутренней части астероида содержат больше урацила, чем образцы с поверхности, на которую гораздо больше влияет радиация и воздействие вакуума. Это подтверждает представление об астероидах как о ящиках, защищающих материю нетронутой от происхождения Солнечной системы.

Находка объединяет результаты других команд, которые ранее находили урацил в метеоритах. Фрагменты астероидов, которые не входят в атмосферу Земли и падают на ее поверхность. Остальные «буквы», из которых состоят РНК и ДНК, также встречаются в метеоритах: аденин (А), цитозин (Ц), гуанин (Г) и тимин (Т). В предыдущих исследованиях команда Хаябусы уже сообщала, что в Рюгу также есть аминокислоты, которые являются строительными блоками для создания белков из информации, хранящейся в ДНК. Аминокислоты в этом теле были определенно странными, потому что они не входили в число двадцати, которые земные организмы используют для производства белков, поддерживающих их жизнь.

«Это открытие подтверждает гипотезу о том, что органические молекулы, обнаруженные в метеоритах, могли способствовать возникновению жизни на этой планете». Это настоящий научный и стерильный подвиг — иметь возможность брать образцы за миллионы километров от Земли, привозить их и анализировать в разных лабораториях, как в Японии, так и в Соединенных Штатах, без их загрязнения, что часто является проблемой. с метеоритами на поверхности.

ХулиПерето, эксперт по синтетической биологии из Университета Валенсии, отмечает, что это «очень хорошее техническое» исследование. «Это показывает нам, что самые старые астероиды действительно содержат формы и остатки жизни, хотя они еще не были конструкциями, такими как стены», — заключает он.

Урацил, обнаруженный в Рюгу, состоит из 4 атомов углерода, 4 атомов водорода, 2 атомов азота и 2 атомов кислорода (C4H4N2O2). В природе урацил не встречается сам по себе, он должен быть присоединен к молекуле сахара, называемой рибозой, которая имеет 5 атомов углерода, 5 атомов кислорода и 10 атомов водорода; Плюс 3 молекулы фосфата, 4 атома водорода, 1 атом фосфора и 4 атома кислорода. И ко всему этому будут добавлены другие буквы РНК со многими другими сахарами и соединениями фосфора, связанными с ними, уровень биохимической сложности, которого никогда не было у астероидов, метеоритов или комет.

Однако мы будем в световых годах от размеров простейших одноклеточных организмов, которые могут напоминать первые организмы, появившиеся на Земле около 4 миллиардов лет назад. «Геном маленькой свободноживущей бактерии может содержать до миллиона мономеров. [DNA letters]Общее количество атомов будет около 40 миллионов, поясняет Перито.» По словам эксперта, это главная дилемма жизни; на Земле достаточно 4 генетических букв, чтобы образовалась ДНК, и едва ли 20 аминокислот, чтобы образовались 200 миллионов различных белки, которые позволяют жить всему живому на планете.

В космосе можно создать огромное разнообразие основных соединений, но только на Земле была возможна огромная сложность, необходимая для создания живых организмов; Во-первых, одноклеточные микробы, а затем целый взрыв организмов, разделенных на 3 больших домена: бактерии, археи и эукариоты, тип организмов, состоящих из сложных клеток с ядром для хранения их ДНК, включая людей, животных, растения, грибы. Другая великая загадка эволюции жизни заключается в том, что размер не имеет значения: существуют амебы, чей геном в 100 раз больше, чем у человека, хотя и те и другие состоят из вариаций и повторов одних и тех же четырех генетических букв.

Эстер Ласаро, исследователь из Центра астробиологии (CAB) в Мадриде, считает, что эти новые тесты «добавляют и укрепляют то, о чем многие из нас уже думали», имея в виду тот факт, что строительные блоки жизни могут достигать планеты через астероиды и кометы. Марта Руис, исследователь пребиотической химии в CAB, поясняет: «Выявленные соединения интересны с точки зрения пребиотической химии и гипотез химической эволюции, которые пытаются объяснить возникновение жизни на Земле из группы органических молекул, происходящих либо из нашу планету или переданные ей в метеоритах и ​​астероидах, которые были способны к самособиранию, самоорганизации и, в конечном счете, к образованию первых протоклеток». , который также был обнаружен в Рюгу, может действовать как катализатор». Для активации нуклеотидов и аминокислот в качестве конденсирующих агентов, а никотиновая кислота является частью текущего клеточного метаболизма и входит в состав некоторых коферментов».

В сентябре этого года еще одна запечатанная капсула из космоса пройдет через атмосферу, раскроет свой парашют и мягко приземлится где-то в пустыне Большого Соленого озера в штате Юта, США. Это будет первая попытка НАСА повторить подвиг Японии. Если все пойдет хорошо, внутри коробки вы найдете образцы чистого грунта с Бенну, астероида диаметром 490 метров, который был выброшен на околоземную орбиту гравитацией планет-гигантов. По данным НАСА, риск столкновения с Землей равен нулю — по крайней мере, в следующем столетии — но агентство отправило туда миссию OSIRIS-REx для сбора образцов. Японец Охба будет частью команды, которая проанализирует эти материалы, определит их возраст и, возможно, найдет органические соединения, которые позволят нам объяснить, как все началось на нашей планете.

Хотите увидеть больше? Посетите и подпишитесь на канал Resonance Costa Rica Youtube
В Resonance мы стремимся жить в гармонии с миром природы, что является отражением нашей благодарности за жизнь. Посетите и подпишитесь на канал Resonance Costa Rica Youtube Источник: сотрудники TCRN ViaWilmer Useche.