Život na Zemlji: Ovako je sve počelo?
Glina, naizgled neplodna mješavina minerala, vjerovatno je posrednik u kojem je nastao prvi život na Zemlji ili su barem u njoj nastale hemikalije koje su omogućile njegov razvoj, pokazala je nova američka studija
U izvještaju predstavljenom u časopisu Naučni izveštaji autori ističu da je u ranoj geološkoj istoriji hidrogel gline mogao da djeluje kao sunđerasti kanister za odvijanje važnih hemijskih i biohemijskih reakcija, odnosno kao svojevrsna zamjena za citoplazmu i membranu ćelije.
Dan Luo, profesor biološkog inženjeringa, član Instituta Kavli za nano tehnologije na Univerzitetu Kornel, sa svojim je kolegama pokazao da glina u simulaciji drevne morske vode oblikuje hidrogel, posrednik pun mikroskopskih šupljina koje upijaju tečnost poput sunđera. Tokom milijardi godina hemikalije zarobljene u takvim prostorima mogle su da prođu kroz složene reakcije i oblikuju proteine, DNK i eventualno svu mašineriju koja je neophodna za rad žive ćelije. Hidrogel gline mogao je da izoluje i zaštiti hemijske procese prije nego što su žive ćelije počele da same stvaraju sopstvene membrane.
Naučnici već duže koriste vještačke hidrogelove kao posrednik za stvaranje proteina. U sunđerasti materijal ubace se DNK, aminokiseline, potrebni enzimi i nekoliko dijelića ćelijske mašinerije i proteini se mogu stvarati baš kao u živoj ćeliji.
Međutim, za proizvodnju proteina većih razmjera, kakva je recimo potrebna u industriji lijekova, potrebno je imati obilje hidrogela, pa stručnjaci tragaju za jeftinijim riješenjima za njegovo stvaranje.
Kao jedan od najjeftinijih nametnuo se hidrogel gline. Što je najbolje, pokazalo se da on ima neočekivani bonus, odnosno da prirodno povećava produktivnost proizvodnje proteina.
Na temelju rezultata Luov tim zaključio je da bi njihovo otkriće zapravo moglo biti odgovor na višegodišnje pitanje – u kakvom su se posredniku razvili prvi biomolekuli. Još su pokojni Karl Segen i neki drugi naučnici u svojim eksperimentima pokazali da su se aminokiseline i drugi biomolekuli mogli oblikovati u primordijalnim okeanima zahvaljujući energiji munja ili podvodnih vulkanskih otvora.
Međutim, ostalo je otvoreno pitanje kako su ti molekuli mogli da se okupe dovoljno često da sastave složenije strukture i šta ih je štitilo od neprijateljske okoline.
Naučnici su ranije kao moguće rezervoare predložili malene mjehure masnoća, odnosno polimera koji su mogli da posluže kao preteče membrana. Međutim, pokazalo se da je glina odličan posrednik jer se za njenu površinu biomolekuli prirodno lijepe. Osim toga, ranije su studije utvrdile da se unutrašnji dio ćelije, citoplazma, ponaša vrlo slično kao hidrogelovi.
Kako bi testirali ovu ideju, stručnjaci s Kornela pokazali su da se u hidrogelu gline može odigrati sinteza proteina. Osim toga, ističe Luo, ova supstanca odlično štiti od štetnih enzima, tzv. nukleaza, koji bi mogli da razgrade DNK i druge biomolekule.
Još jedan dokaz za ovu tezu jeste činjenica da se glina u geološkoj istoriji pojavila upravo u vrijeme kada su biomolekuli počeli da formiraju protoćelije (strukture nalik na nepotpune ćelije) i konačno ćelije zatvorene membranama. Drugim riječima, geološka dešavanja odlično se podudaraju s ovom hipotezom.
Luo i njegove kolege trenutno pokušavaju da shvate zašto hidrogel gline funkcioniše tako dobro, među ostalim i zbog toga što bi ova materija mogla da ima vrlo korisnu praktičnu primjenu u proizvodnji proteina bez ćelija.
Pratite nas na našoj Facebook i Instagram stranici i Twitter nalogu.
