[ad_1]
Единственные ссылки, которые у нас есть для «жизни», — это формы, которые мы знаем на Земле.
Астробиологи подозревают, что поиск инопланетной жизни и даже происхождения жизни на Земле может потребовать более широкого охвата.
Группа исследователей, финансируемая НАСА, разрабатывает инструменты для предсказания особенностей жизни, которых мы не знаем.
В новом исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, команда выявляет универсальные закономерности в химии жизни, которые, по-видимому, не зависят от конкретных молекул.
«Мы хотим иметь новые инструменты для выявления и даже предсказания особенностей жизни, поскольку мы этого не знаем», — говорит внештатный профессор Института Санта-Фе Сара Имари Уокер (Университет штата Аризона), соавтор статьи.
«Для этого мы стремимся определить универсальные законы, которые должны применяться к любой биохимической системе. Это включает в себя разработку количественной теории происхождения жизни и использование теории и статистики для поиска жизни на других планетах».
На Земле жизнь возникает в результате взаимодействия сотен химических соединений и реакций. Некоторые из этих соединений и реакций повсеместно встречаются в земных организмах.
Используя интегрированную базу данных микробных геномов и микробиомов, команда исследовала ферменты — функциональные движущие силы биохимии — обнаруженные в бактериях, археях и эукариотах, чтобы выявить новый вид биохимической универсальности.
Ферменты можно разделить на таксономию широких функциональных классов — групп, обозначенных по тому, что они делают, от использования молекул воды для разрыва химических связей (гидролазы) до перестройки молекулярных структур (изомеразы) и соединения больших молекул вместе (лигазы).
Команда сравнила, как количество ферментов в каждой из этих функциональных категорий изменилось по отношению к общему количеству ферментов в организме. Они открыли различные законы масштабирования — почти алгоритмические отношения — между количеством ферментов в разных классах ферментов и размером генома организма.
Они также обнаружили, что эти законы не зависят от конкретных ферментов этих классов.
«Здесь мы обнаруживаем, что вы получаете эти отношения масштабирования без необходимости сохранять точное членство. Вам нужно определенное количество трансфераз, но не конкретные трансферазы», — говорит профессор SFI Крис Кемпес, соавтор статьи. «Существует много «синонимов», и эти синонимы систематически масштабируются».
На Земле организмы используют ДНК и с помощью РНК создают белки. Но помогут ли макромолекулы ДНК, РНК и белков идентифицировать жизнь во Вселенной, понять происхождение жизни на Земле или разработать синтетическую биологию?
«Как команда, мы думаем, что это маловероятно, — говорит Кемпес. Однако функции, которым служат эти макромолекулы, и отношения масштабирования метаболизма, наблюдаемые в органической земной жизни, вполне могут быть такими.
«Даже если бы в жизни где-то в другом месте использовались действительно другие молекулы, подобные функциональные категории и законы масштабирования могли бы сохраняться во всей Вселенной», — говорит Кемпес.
[ad_2]
Source