كشف فريق من العلماء في معهد سكريبس للأبحاث في كاليفورنيا أن عملية كيميائية تسمى “الفسفرة” ربما ساهمت في المراحل الأولى من تكوين الخلايا الأولية على الأرض.
يتم تعريف الفسفرة في الكيمياء الحيوية بأنها عملية إضافة مجموعة فوسفات إلى جزيء بروتين، أو إدخال مجموعة فوسفات إلى جزيء عضوي بشكل عام. وينتج عن ذلك وظائف مهمة يمكنها تحويل مجموعات كروية من الدهون تسمى الخلايا الأولية إلى إصدارات أكثر تقدمًا وتطورًا، وأكثر تنوعًا واستقرارًا ونشاطًا كيميائيًا.
لقد اعتقد العلماء منذ فترة طويلة أن هذه الخلايا الأولية كانت بمثابة لبنات بناء أساسية للكيمياء الحيوية منذ أكثر من 3.5 مليار سنة، وربما خرجت من الينابيع الساخنة تحت المحيط على طول الطريق لتطور الهياكل البيولوجية الأكثر تعقيدًا.
وافترض فريق البحث أنه نظرا لانتشار “الفسفرة” في وظائف الجسم البيولوجية، فلا بد أنها ساهمت في المراحل الأولى من تكوين الخلايا الأولية.
قام الفريق بمحاكاة الظروف والعمليات في المختبر والتي قد تتطابق مع تلك التي حدثت في الأيام الأولى لنشوء الأرض، حيث قاموا بدمج المواد الكيميائية معًا، مثل الأحماض الدهنية والجلسرين، لإنشاء حويصلات أكثر تعقيدًا (هياكل تشبه الفقاعات تسهل الخلايا الأولية التي تسهل العمليات الخلوية). ).
وحقق العلماء التفاعلات الكيميائية المطلوبة عن طريق إحداث بعض التغيير في درجة الحرارة والحموضة، مما يدل على أن “الفسفرة” ربما ساهمت في تطوير الخلايا الأولية في الرواسب البدائية.
يقول الكيميائي رامانارايانان كريشنامورثي، من معهد سكريبس للأبحاث: “يساعدنا هذا الاكتشاف على فهم البيئات الكيميائية المبكرة للأرض بشكل أفضل حتى نتمكن من اكتشاف أصول الحياة وكيف تطورت”.
ويضيف الكيميائي سونيل بوليتيكورتي: “كانت الحويصلات قادرة على الانتقال من بيئة الأحماض الدهنية إلى بيئة الدهون الفوسفاتية خلال تجاربنا، مما يشير إلى أنه كان من الممكن وجود بيئة كيميائية مماثلة قبل أربعة مليارات سنة”.
ومع ذلك، لا بد من إجراء العديد من الدراسات المماثلة للتأكد من كيفية ظهور الحياة على الأرض.
يقول عالم الفيزياء الحيوية أشوك دينيز، من معهد سكريبس للأبحاث: “تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن هناك ثروة من الفيزياء المثيرة للاهتمام أيضًا، والتي ربما لعبت أدوارًا وظيفية رئيسية على طول الطريق إلى الخلايا الحديثة”.
وقد نشر البحث في مجلة الكيمياء .
