Навукоўцы ўпершыню наблізіліся да разгадкі паходжання жыцця

• 26.01.2026, 15:12

У цэнтры даследавання апынуўся фермент нітрагеназа.

Даследчыкі з Універсітэта Вісконсін–Мэдысан з дапамогай метадаў сінтэтычнай біялогіі аднавілі найстаражытнейшы фермент, які існаваў больш за 3,2 мільярда гадоў таму, і вывучылі яго працу ўнутры жывых мікраарганізмаў. Вынікі дапамогуць лепш зразумець, як зараджалася жыццё на Зямлі, а таксама дадуць новыя арыенціры для пошуку магчымых прыкмет жыцця па-за ёй. Праца апублікаваная ў часопісе Nature Communications (NatCom).

У цэнтры даследавання апынуўся фермент нітрагеназа — ключавы біялагічны «інструмент», які дазваляе ператвараць атмасферны азот у форму, даступную для жывых арганізмаў. Гэты працэс ляжыць у аснове існавання практычна ўсёй біясферы. Паводле слоў кіраўніцы працы, прафесаркі бактэрыялогіі Бетюль Качар, без нітрагеназы жыццё ў звыклым для нас выглядзе проста не магло б узнікнуць.

У адрозненне ад традыцыйных падыходаў, заснаваных на аналізе рэдкіх геалагічных знаходак, навукоўцы прымянілі зваротную эвалюцыйную рэканструкцыю. Яны аднавілі меркаваную структуру старажытнай версіі нітрагеназы на падставе сучасных ферментаў, «убудавалі» яе ў геном бактэрый і прасачылі, як яна функцыянуе ў лабараторных умовах.

Гэта дазволіла зазірнуць у эпоху, калі на Зямлі яшчэ не было кіслароду ў звыклых канцэнтрацыях, а жыццё існавала пераважна ў выглядзе анаэробных мікраарганізмаў. У тыя часы атмасфера была багатая на вуглякіслы газ і метан, а доступ да азоту быў крытычна важнай умовай выжывання.

Асаблівую ўвагу даследчыкі надалі так званым ізатопным сігнатурам — хімічным «слядам», якія ферменты пакідаюць у горных пародах. Да гэтага часу навукоўцы зыходзілі з дапушчэння, што старажытныя ферменты фармавалі такія ж ізатопныя суадносіны, як і сучасныя. Аднак прамых доказаў гэтаму не існавала.

Эксперымент паказаў, што, нягледзячы на істотныя адрозненні ў ДНК старажытнай і сучаснай нітрагеназы, механізм, які адказвае за фарміраванне ізатопных сігнатур азоту, за мільярды гадоў практычна не змяніўся. Гэта пацвярджае карэктнасць інтэрпрэтацыі старажытных геалагічных даных і робіць такія сігнатуры надзейным індыкатарам біялагічнай актыўнасці ў мінулым.

Атрыманыя вынікі маюць значэнне не толькі для вывучэння гісторыі Зямлі, але і для астрабіялогіі. Цяпер навукоўцы атрымалі больш надзейны «эталон» біясігнатур, паводле якіх у будучыні можна будзе шукаць сляды жыцця на іншых планетах.