متابولیسممهندسی متابولیک

«متابولیسم» قدیمی‌تر از «حیات»

نسخه‌ای از چرخه‌ی کربس (چرخه‌ی سیتریک اسید) کشف شده است که بدون حضور آنزیم‌های سلولی می‌تواند انجام شود. چنین کشفی این مسأله را تقویت می‌کند که ممکن است متابولیسم قبل از پدید آمدن حیات موجود بوده باشد.


منظور از متابولیسم، مجموعه واکنش‌هایی است که موجود زنده را قادر به تولید انرژی و در نتیجه حیات می‌کند. به صورتی می توان گفت چرخه‌ی کربس، قلب این شبکه از واکنش‌هاست. این چرخه شامل چند واکنش متوالی است که علاوه بر تولید انرژی، پیش‌سازهای تولید آمینواسیدها و لیپیدهای مورد نیاز بدن را هم تولید می‌کند.

پژوهشگران قبلاً نشان داده بودند که دو مسیر متابولیکی مهم دیگر یعنی گلیکولیز و پنتوز فسفات هم نیاز به آنزیم‌های سلولی ندارند و تنها با یون‌های فلزی می‌توانند کاتالیز شوند. اما نکته مهم در مورد این مسیرها این هست که یک طرفه هستند در حالیکه شکل اولیه حیات احتمالا نیاز به مسیر بازگشت هم داشته است، چه آنکه گلوکز (مولکول اولیه مسیر) به نظر نمی‌رسد از ابتدا در سیاره‌ی ما حاضر بوده باشد. محققان برای این اشکال اساسی پاسخی نداشتند و از این رو مطالعات خود را به سمت چرخه کربس بردند. برخلاف گلوکز، مواد دخیل در چرخه کربس در شهاب‌سنگ‌ها یافت شده‌اند، پس می توان انتظار داشت در زمین اولیه حضور داشته اند.

محققان اجزای چرخه را در حضور مواد موجود در زمین اولیه قرار دادند و اتفاقی نیفتاد؛ تا اینکه به مخلوط پروکسی‌دی‌سولفات اضافه شد، ماده‌ای که توانایی تولید رادیکال‌های سولفات شدیداً فعال را دارد. وجود پروکسی ‌دی‌سولفات منجر به وقوع 24 واکنش شیمیایی شد که شبیه –نه یکسان- با چرخه کربس امروزی بودند. رادیکال‌های سولفات در اطراف دهانه‌ی حفره‌های بسیار داغ سطح زمین یافت می‌شوند، جایی که احتمالاً حیات از همان‌جا آغاز شده است.

کشف اینکه حداقل سه مسیر اصلی متابولیسم موجودات زنده، پیش از آغاز حیات وجود داشته‌اند یک گام بزرگ است. ولی چیزی که هنوز مشخص نشده است، این سؤال است که بقیه‌ی اجزای حیات از کجا آمده‌اند؟ این سه مسیر با همه اهمیتشان، صرفاً یک سری واکنش هستند و هنوز معنای حیات از آن‌ها دریافت نمی‌شود.
نتایج این تحقیقات در مجله‌ی Nature Ecology & Evolution چاپ شده است.

ترجمه : کسری طباطبایی

لینک مقاله
لینک خبر

 
برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن