Découverte profonde des origines de la vie sur Terre – évolution des protéines de liaison aux métaux

Les chercheurs ont exploré l’évolution des protéines de liaison aux métaux sur des milliards d’années.

Pour répondre à l’une des questions les plus profondément sans réponse en biologie, une équipe dirigée par Rutgers a découvert les structures des protéines qui pourraient être responsables des origines de la vie dans le ragoût primordial de la Terre antique.

L’étude paraît dans la revue progrès scientifique.

Les chercheurs ont découvert comment la vie primitive sur notre planète est née de simples matériaux non vivants. Ils ont demandé quelles propriétés définissent la vie telle que nous la connaissons et ont conclu que tout ce qui est vivant a besoin de collecter et d’utiliser de l’énergie, provenant de sources comme le soleil ou les bouches hydrothermales.

En termes moléculaires, cela pourrait signifier que la capacité de mélanger les électrons est essentielle à la vie. Étant donné que les meilleurs éléments pour le transfert d’électrons sont les métaux (pensez aux fils électriques standard) et que la plupart des activités biologiques sont réalisées par des protéines, les chercheurs ont décidé d’explorer une combinaison des deux, c’est-à-dire des protéines qui lient les métaux.

Soupe d'origine de la vie primordiale de la Terre antique

Pour répondre à l’une des questions les plus profondément sans réponse en biologie, une équipe dirigée par Rutgers a découvert les structures des protéines qui pourraient être responsables des origines de la vie dans le ragoût primordial de la Terre antique. 1 crédit

Ils ont comparé toutes les structures protéiques existantes qui lient les métaux pour établir des caractéristiques communes, sur la base de l’hypothèse que ces caractéristiques communes étaient présentes dans les protéines ancestrales et diversifiées et transmises pour former l’ensemble des protéines que nous voyons aujourd’hui.

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L’évolution des structures protéiques implique de comprendre comment de nouveaux plis surviennent à partir de plis précédemment existants, de sorte que les chercheurs ont conçu une méthode de calcul qui a révélé que la grande majorité des protéines de liaison aux métaux existantes sont assez similaires quel que soit le type de métal auquel elles se lient, et l’organisme dans lequel ils se trouvent. proviennent ou la fonction attribuée à la protéine dans son ensemble.

« Nous avons vu que les noyaux de liaison aux métaux des protéines présentes sont en fait similaires, même si les protéines elles-mêmes ne le sont peut-être pas », a déclaré l’auteure principale de l’étude, Jana Bromberg, professeure au Département de biochimie et de microbiologie de l’Université Rutgers au Nouveau-Brunswick. . « Nous avons également vu que ces noyaux de liaison aux métaux consistent souvent en des structures centrales répétitives, un peu comme des blocs LEGO. Curieusement, ces blocs se trouvent également dans d’autres régions de protéines, pas seulement les noyaux de liaison aux métaux, et dans de nombreuses autres protéines. Notre observation suggère que ce réarrangement de ces petits blocs de construction peut avoir eu un ou un petit nombre d’ancêtres communs et a donné naissance à la gamme complète de protéines et à leurs fonctions actuellement disponibles, c’est-à-dire la vie telle que nous la connaissons. . »

dit Bromberg, dont les recherches portent sur le déchiffrement ADN Schémas des machines moléculaires de la vie. Cette explication pourrait également contribuer à notre recherche de la vie sur les planètes et autres corps planétaires. Notre découverte de blocs de construction structurels spécifiques est également susceptible d’être pertinente pour les efforts de biologie synthétique, car les scientifiques visent à reconstruire des protéines particulièrement actives. « 

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Référence : « La mesure des relations structurelles des sites de liaison métalliques indique les origines du transport biologique des électrons » 14 janvier 2022, disponible ici. progrès scientifique.

L’étude est financée par NasaIl comprenait également des chercheurs de l’Université de Buenos Aires.

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