Сначала исследователи предположили, что химическая реакция фосфорилирования может быть спусковым крючком, запускающим сборку трех ключевых ингредиентов в ранних формах жизни. Это короткие нити нуклеотидов, хранителей генетической информации, цепочки аминокислот (пептидов, ответственных за работу клеток) и липиды, участвующие в «упаковке» информации в структуры. Однако никто никогда не обнаруживал фосфорилирующего вещества, которое, в теории, должно было присутствовать на ранней Земле, пишет postimees.ee.
Теперь химики идентифицировали это соединение — диамидофосфат.
Исследование является результатом усилий специалистов по всему миру, которые искали правдоподобный маршрут эпического путешествия от пребиологической химии до биохимии.
Ранее ученые предлагали химические реакции, которые могли бы привести к фосфорилированию добиологических молекул на ранней Земле. Но в этих сценариях участвовали различные фосфорилирующие вещества для различных типов молекул — их сложно было объединить в одном и том же месте, чтобы они образовали примитивные формы жизни.
Однако диамидофосфат умеет фосфорилировать каждый из четырех строительных блоков РНК. С добавлением катализатора имидазола — простого органического соединения, которое точно существовало миллионы лет назад, — активность диамидофосфата приводила к появлению коротких РНК-подобных цепей.
Кроме того, взаимодействие открытого учеными соединения с водой и имидазолом запускало липидные блоки, блокирующие глицерин и жирные кислоты. Этот процесс приводит к «автоматической» сборке фосфолипидных капсул — примитивных версий клеток.
Геохимикам это напомнило фею, крестную Золушки, которая одним взмахом волшебной палочки преображает мир вокруг, создавая нечто сложное и необыкновенное.
Значимость диамидофосфата в развитии жизни на Земле, может быть, и сложно доказать спустя миллиарды лет, однако ключевые аспекты химии этого соединения еще встречаются в современной биологии — реакция этого соединения происходит через разрыв связей фосфора и азота.
Кроме того, на ранней Земле, вероятно, существовали минералы, которые выделяли соединения фосфора и азота при правильных условиях. В исследовании пригодился опыт астрофизиков, которые нашли следы ранних соединений азота и фосфора в газе и пыли межзвездного пространства. Вероятно, эти соединения не обошли Землю стороной.