TLDR: Test v laboratoři naznačil, že chemický proces nazývaný fosforylace mohl proběhnout dříve, než se čekalo – napomohl tak vytvořit membrány dávných buněk. Studie tuna.

Pokud neberete příliš doslovně recitály povídek blízkovýchodních nomádů a truhlářů, nejspíše sami občas uvažujete nad tím, jak vznikl život – věda, že jde o stále otevřené téma. Dokonalé odpovědi v reálném světě chybí – pořád totiž nemáme stroj času. Vědátoři ale v poslední dekádě učinili řadu objevů, které se popsání vzniku života kvapem blíží. Nejnověji skrze popis možného vzniku buněčných membrán! 

Kde se to stalo?

Vznikl život na povrchu Země, anebo na dně dávných moří? Posledních několik let se tato otázka dočkala šalamounských řešení – různé komponenty života totiž, zdá se, vznikly v různých částech. Nejstarší mikroorganismy skutečně podle genomických prací měly geny, které odpovídaly prostředí alkalických hydrotermálních průduchů. 

Ale procesy na povrchu či v atmosféře byly zase důležité pro utváření sloučenin, které život tam dole potřeboval. Tým z The Scripps Research Institute v Kalifornii nyní možná odhalil další důležitý detail v první kapitole tohoto příběhu: vysvětlení toho, jak bubliny tuku utvořily membrány prvních buněk.

A klíčovou součástí nových poznatků je zjištění, že chemický proces nazývaný fosforylace mohl proběhnout dříve, než se dříve předpokládalo.

Co za to mohlo?

Fosforylace přidává skupiny atomů obsahující fosfor k molekule, což s sebou přináší další funkce – ty mohou přeměnit kulaté shluky tuků nazývané protobunky na pokročilejší verze, schopné být víc všestranné, stabilní a chemicky aktivní.

Těmto protobuněčným strukturám se široce připisuje klíčová role v biochemii v době před více než 3,5 miliardy lety, kdy byl první život primitivnější než vesnický opilec. Jak jsme zmínili, žily zřejmě poblíž horkých pramenů hluboko pod oceánem. Právě z nich však vyklíčily všemožné další formy života. 

Tým chemika Ramanarayanana Krishnamurthy k tomu došel, když laboratoři replikoval podmínky podobné raným dnům Země. Kombinoval při tom chemikálie, jako jsou mastné kyseliny a glycerol, aby vytvořil složitější vezikuly – bublinovité struktury podobné protobuněkám, které usnadňují buněčné procesy.

S postupně laděným jemným nastavením teploty a kyselosti vědátoři nakonec dosáhli chemických reakcí, které hledali. To naznačuje, že fosforylace mohla být aktivní při vývoji protobuněk v oněch archaických časech! 

Víme víc

Jasně, furt to není ten stroj času. Ale samotné vezikuly byly schopny přejít z prostředí mastné kyseliny do prostředí fosfolipidů během současných experimentů – což naznačuje, že podobné chemické prostředí mohlo existovat před čtyřmi miliardami let. Tým to popisuje jako „pravděpodobnou cestu“ k vytvoření fosfolipidů, složitějšího typu membrány vezikul. 

Přesto je třeba provést další studie, než budeme moci s jistotou říci, jak vznikl život na Zemi. Sledovat zpětně miliardy let není snadné, ale vědci pokračují v objevování toho, co se stalo hned poté, co se Země utvořila – a všechno to přispívá k našim zkoumáním možností života na jiných planetách…

Příběh vzniku života je tak nejen o dost blíže svému reálnému popsání i mimo starověké povídky – ale snad nám také pomůže popsat nejen dění na naší Zeměkouli! 

[Ladislav Loukota]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz