Углекислый газ и железо в происхождении жизни
Исследователи из Страсбургского университета обнаружили поразительное сходство между реакцией углекислого газа (CO2) с металлами и тем, как древние микробы используют CO2 для построения своей биомассы. Это даёт потенциальное представление о том, как химия на ранней Земле предвосхитила биохимию первых организмов.
Исследование финансировалось Европейским исследовательским советом и опубликовано в журнале Nature Ecology & Evolution.
Сходство металлической и биологической химии
Старший автор работы доктор Джозеф Моран отметил, что жизнь строится из CO2, но этот газ не очень реакционноспособен. Поэтому идея, что CO2 мог быть строительным блоком с самого начала, привлекательна, так как предполагает преемственность между химией ранней Земли и биохимией.
Чтобы проверить эту гипотезу, команда смоделировала химию одного из древнейших путей фиксации CO2 — ацетил-КоА пути. Ферменты этого пути сильно зависят от переходных металлов, таких как железо, никель и кобальт.
Исследователи протестировали, как эти металлы реагируют с CO2 в солёной воде при различных температуре и давлении. В случае с железом основными наблюдаемыми органическими продуктами были ацетат и пируват — те же интермедиаты и конечные продукты, что и в ацетил-КоА пути.
Значение открытия и ключевое отличие
Доктор Моран заявил: «Сходство между химией на поверхности металла и химией в этом биологическом пути поразительно. Это предполагает, что действительно может существовать преемственность между пребиотической химией и биохимией ранней жизни».
Важное отличие заключается в источнике электронов:
- Биологический путь использует газообразный водород.
- Обнаруженная химия в конечном итоге берёт электроны из самого металла.
Это может быть намёком на то, что самая ранняя жизнь получала электроны из других источников, прежде чем развились сложные механизмы для использования водорода.
Ссылка на публикацию: Статья «Native iron reduces CO2 to intermediates and end-products of the acetyl CoA pathway» опубликована в журнале Nature Ecology & Evolution.