השאלה כיצד התהוו החיים לראשונה כאן בכדור הארץ היא תעלומה שנמשכת
אחד ההיבטים היותר מפחידים של התעלומה קשור לפפטידים ואנזימים, הנמצאים במצב של "תרנגולת וביצה". בהתייחס לכך, צוות חוקרים מאוניברסיטת קולג 'בלונדון (UCL) ערכו לאחרונה מחקר שהוכיח ביעילות כי פפטידים יכולים להיווצר בתנאים
המחקר שמפרט את ממצאיו פורסם לאחרונה בכתב העת המדעי טבע. צוות המחקר הובל על ידי ד"ר מתיו פאוניר, קורא כימיה אורגנית במחלקה לכימיה של UCL, וכלל את פייר קאנוולי וד"ר סעידול אסלאם - שניהם חוקרים במחלקת הכימיה האורגנית והביולוגית של UCL.
כפי שפוניאר הסביר את מטרת המחקר שלהם בראיון שפורסם לאחרונה לחדשות UCL:
"פפטידים, שהם שרשראות של חומצות אמינו, הם מרכיב חיוני לחלוטין בכל החיים על כדור הארץ. הם יוצרים מרקם של חלבונים המשמשים כזרזים לתהליכים ביולוגיים, אך הם עצמם דורשים אנזימים כדי לשלוט על היווצרותם מחומצות אמינו. אז הייתה לנו בעיה קלאסית עם עוף וביצה - איך נוצרו האנזימים הראשונים? "
כפי שהם מצביעים על מחקרם, מחקר רב שהוקדש בעבר למציאת האופן בו נוצרו לראשונה פפטידים ואיפשרו את הופעת החיים. עם זאת, כל המחקרים הקודמים התמקדו בחומצות אמינו, ולא בתגובתיות של מבשריהם הכימיים (הידועים בשם aminonitriles).
בעוד ש aminonitriles דורשים תנאים קשים ליצירת חומצות אמינו (בדרך כלל חומציות או אלקליות חזקות), יש לטעון חומצות אמיניות באנרגיה ליצירת פפטידים. עם זאת, החוקרים מצאו דרך לעקוף את שני הצעדים הללו על ידי הדגמה שניתן לייצר פפטידים ישירות מאמינוניטרילים עתירי אנרגיה.
השיטה שלהם ניצלה את התגובה המובנית של אמינוניטרילים עם מולקולות אחרות שהיו חלק מהסביבה הקדמונית של כדור הארץ. התהליך כלל שילוב של מימן גופרתי עם aminonitriles והמצע הכימי fericycyide ([Fe (CN))6]3?) במים, שהניבו פפטידים.
מה שהדגים זה היה כי אמינוניטרילים מסוגלים להשיג היווצרות קשר לפפטיד במים בעצמם ובקלות רבה יותר מחומצות אמינו. בנוסף, הוא הראה כי הדבר עשוי להתרחש בין תנאים וכימיקלים המוצפים במהלך התפרצויות וולקניות ואשר היו ככל הנראה על פני כדור הארץ לפני מיליארדי שנים. אמר פייר קאנוולי, המחבר הראשון של המחקר:
"סינתזה מבוקרת, בתגובה לגירויים סביבתיים או פנימיים, היא מרכיב חיוני בוויסות מטבוליות, ולכן אנו חושבים שסינתזת פפטיד יכולה הייתה להיות חלק ממעגל טבעי שהתרחש בהתפתחות החיים המוקדמת מאוד."
"זו הפעם הראשונה שמוצגים באופן משכנע כי פפטידים נוצרים ללא שימוש בחומצות אמינו במים, תוך שימוש בתנאים עדינים יחסית העשויים להיות זמינים בכדור הארץ הפרימיטיבי", הוסיף המחבר השותף ד"ר סעידול אסלאם.
לממצאים אלה יכולות להיות השלכות משמעותיות על חקר האביוגנזה, כמו גם לחיפוש אחר חיים בכוכבי לכת חוץ. הם עשויים גם להיות מועילים לתחום הכימיה הסינתטית שכן היווצרות קשרים של אמיד חיוניים לייצור חומרים סינתטיים, ביו-אקטיביים. בהשוואה לתהליכים כימיים קונבנציונאליים המשמשים באופן מסחרי, שיטה חדשה זו יעילה יותר וחסכונית בהרבה.
במבט קדימה, צוות המחקר מחפש להמשיך את מחקריו על ידי מציאת דרכים אחרות בהן אמינוניטרילים יכולים להוביל לפפטידים. הם בוחנים כעת את התכונות התפקודיות של פפטידים שהניסוי שלהם הניב בתקווה להבין טוב יותר כיצד הם היו יכולים לעזור לעורר את היווצרות החיים על כדור הארץ בערך. לפני 4 מיליארד שנה.
לאחר דורות רבים של ניסיון (ונכשל) ליצור מחדש את אבני הבניין של החיים, יכול להיות שמדענים פשוט התנהלו על זה
