Ученые воскресили древний фермент: он поможет найти жизнь на других планетах

Чтобы понять, как искать жизнь во Вселенной, иногда нужно заглянуть в глубокое прошлое нашей собственной планеты.

Светлана ЛевченкоАвтор новостей

Астробиологи воссоздали древний фермент возрастом более трех миллиардов лет, и изучили его внутри живых микроорганизмов. Команда специалистов Университета Висконсин-Мэдисон под руководством профессора бактериологии Бетюль Качар сосредоточила свое внимание на ферменте под названием нитрогеназа. Он критически важен для процесса, который превращает атмосферный азот в форму, пригодную для использования живыми организмами.

«Мы выбрали фермент, который действительно задал тон жизни на этой планете, а затем исследовали его историю, — говорит Качар. — Без нитрогеназы не было бы жизни, какой мы ее знаем».

Обычно чтобы узнать больше о прошлой жизни на Земле, ученые обращаются к геологической летописи — ископаемым образцам и горным породам. Однако информативные находки в этой сфере случаются не так уж часто, как хотелось бы. Качар и ее аспирантка Холли Ракер решили воспользоваться методами синтетической биологии: они создают осязаемые реконструкции древних ферментов, помещают их в микроорганизмы и изучают в современной лаборатории.

«Три миллиарда лет назад Земля разительно отличалась от той планеты, какую мы знаем сегодня», — объясняет Ракер. До Великого кислородного события атмосфера содержала больше углекислого газа и метана, а жизнь состояла преимущественно из анаэробных микробов.

Окаменелых ферментов не существует, но эти вещества оставляют после себя узнаваемые следы в виде изотопов, которые можно измерить в образцах горных пород. Однако до сих пор подобные работы опирались на предположение, что древние ферменты производят те же изотопные сигнатуры, что и их современные версии. Ракер задалась вопросом: правильно ли интерпретировать геологическую летопись именно таким образом?

«Оказывается, да, по крайней мере в отношении нитрогеназы, — говорит Ракер. — Сигнатуры, которые мы видим в древнем прошлом, оказались такими же, что и сегодня».

Ученые обнаружили, что хотя последовательности ДНК древних нитрогеназ отличаются от современных версий, механизм, контролирующий изотопную сигнатуру, сохранился неизменным.

Это открытие имеет прямое отношение к астробиологии. Теперь, когда изотопы, производимые нитрогеназой, подтверждены как надежный биосигнатурный маркер на Земле, у ученых есть более четкая основа для анализа похожих сигналов, которые в перспективе могут быть найдены на других планетах.

«Мы опираемся на понимание нашей планеты, чтобы понять жизнь во Вселенной, — говорит Качар. — Нам нужно познать наше собственное прошлое, если мы хотим понять, какой будет жизнь в будущем и найти жизнь в других местах».

Ранее ученые разработали принципиально новый способ поиска внеземной жизни.

• ДНК

Поделиться