Ученые "оживили" древнейшие ферменты

Биохимики "оживили" ферменты, не работавшие на Земле более трех миллиардов лет. Команда профессора Лэнса Сифелдта из Университета штата Юта и профессора Бетюль Кашар из Университета Висконсин-Мадисон восстановила нитрогеназы - белки, некогда кормившие жизнь на ранней Земле.

Как передает Day.Az со ссылкой на Gazeta.ru, работа опубликована в журнале Nature Communications (NatCom).

Нитрогеназа - единственный природный "инструмент" для биологической фиксации азота. Атмосферный азот (N₂) составляет 78% воздуха, но в этой форме живые организмы его использовать не могут. Только бактерии с нитрогеназой способны превращать инертный N₂ в аммиак - вещество, из которого строятся аминокислоты, белки и ДНК. Именно благодаря этой реакции жизнь смогла распространиться по всей планете.

Для реконструкции генов авторы применили анализ изотопного фракционирования: разные изотопы азота по-разному включаются в биомолекулы, и по "изотопной подписи" в ископаемых породах можно судить о свойствах ферментов, работавших миллиарды лет назад. Восстановленные гены встроили в современные бактерии - те синтезировали древние белки.

Воссозданные ферменты оказались функционально активны, хотя и уступают по эффективности современным аналогам. По мнению Сифелдта, за три миллиарда лет эволюция существенно "доработала" их.

Исследование имеет два прикладных направления. Первое - создание более эффективных биологических удобрений, сокращающих зависимость сельского хозяйства от химического синтеза. Второе - разработка систем производства питательных веществ в условиях будущих колоний на Марсе, где атмосферный азот присутствует в следовых количествах.