Как подсказки для биомолекулярной инженерии можно найти в ранней Земле

от

Учёные знают некоторые общие принципы того, как жизнь возникла из первобытной Земли, но процессы, которые позволили появиться кислородной атмосфере, такие как фотосинтез, развитие одноклеточных и многоклеточных организмов, всё ещё требуют изучения.

Организмы, способные «дышать» или использовать кислород

Организмы, способные использовать кислород, могли появиться уже 3,1 миллиарда лет назад. Однако Великое окисление, когда в атмосфере внезапно увеличился уровень свободного кислорода, произошло примерно 2,4 миллиарда лет назад. Тогда как же насыщение кислородом произошло в эпоху, когда растений ещё не существовало?

Исследование Ифань Дая

Ифань Дай, доцент кафедры биомедицинской инженерии в Инженерной школе Маккелви в Вашингтонском университете в Сент-Луисе, пытается ответить на этот вопрос в исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Дай и его коллеги описывают, как в значительной степени упущенные из виду нековалентные силы взаимодействия, анион-пи, могут стимулировать «молекулярные сборки» — стартовый блок для того, что станет протоклеткой, способной генерировать кислород, используя свет в качестве источника энергии.

На заре Земли

Представьте себе каменистую поверхность с туманным небом. Формирование анион-π-катионных триад, сборок из отрицательно и положительно заряженных ионов, опосредованных пептидом на основе пи, заставляет слабо собранные молекулы становиться «сборками микронного размера».

Это создаёт условия для электрохимических реакций, которые подготавливают эволюцию кислорода из молекул воды.

Исследование демонстрирует правдоподобный путь, как химия протоклеток обеспечивает электрохимический источник энергии, что в конечном итоге увеличивает химическую сложность жизни на основе углерода, — говорит Дай.

Применение биомедицинской инженерии

По мере того как биомедицинские инженеры, такие как Дай, узнают больше о том, как эволюция «создала» молекулы современности, они могут использовать аналогичные методы для разработки специальных соединений, которые принесут пользу здоровью человека и промышленности.

Предоставлено: Вашингтонский университет в Сент-Луисе.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте