Autor: Ivan Loginov
V dosud nerecenzovaném článku zveřejněném na konci února na serveru ArXiv popisují harvardští vědci nález proteinu, který je podle nich mimozemského původu. Již dříve byly v meteoritech potvrzeny aminokyseliny, cukry (konkrétně ribóza) a kyanidy – co ale znamená mimozemská přítomnost celých bílkovin?
Vědci za použití hmotnostní spektrometrie odhalili přítomnost aminokyselin a dalších látek, zejména železa a lithia, v meteoritu Acfer 086. Předpokládají, že meteorit obsahuje z nich utvořený protein, který pojmenovali hemolithin. Na základě poměru izotopů lehkého a těžkého vodíku předpokládají mimozemský původ této látky, nejspíše v molekulárních mračnech. Přítomnost takto složitých látek v mimozemském objektu nasvědčuje těm teoriím vzniku života, které předpokládají původ jeho základních stavebních kamenů mimo naši planetu. S jistotou ji ale zatím potvrdit nemůžeme.
Meteorit Acfer 086 nalezený v Alžírsku v roce 1990 dlouhodobě patří mezi oblíbené objekty zájmu astrofyziků i biologů. Už v minulosti v něm badatelé objevili aminokyseliny – základní stavební jednotky proteinů (bílkovin) a možné první kroky na cestě ke vzniku života. Aminokyseliny jako takové se v přírodě vyskytují běžně, málokdy ale v neživých systémech tvoří řetězce, natož řetězce bílkovinné. Autoři dosud nepublikovaného článku ale oznámili, že právě takové molekuly v meteoritu pozorovali.
Pomocí hmotnostní spektrometrie provedené ionizací laserem za přítomností matrice s následnou analýzou doby letu (MALDI-TOF) potvrdili vědci starší zjištění z roku 2017, že v meteoritu je aminokyselina glycin. Roztok částeček meteoritu smíchaný s matricí zasáhl pulzující laserový paprsek, což vedlo k odštěpením iontů z analyzované látky. Pohyb těchto částic zaznamenal detektor letu a z naměřených časů výzkumníci následně spočítali hmotnost studované molekuly.
U některých vzorků vědci zdokumentovali rovněž přítomnost železa, kyslíku, dusíku, lithia a vodíku. Přestože by to mohlo znamenat přítomnost několika různých látek, jednoduchost a konzistence záznamů vedla vědce ke snaze najít jednu konkrétní látku odpovídající pozorování. Nakonec došli k závěru, že jsou na dobře zdokumentovaném glycinu navázané železo a lithium. Podle těchto prvků dostala molekula – autory klasifikovaná jako bílkovina – název hemolithin.
Na základě poměru obsahu těžšího izotopu vodíku s jedním neutronem a jedním protonem ku stabilnímu izotopu pouze s protonem, který se pohyboval okolo 0,0041, došli autoři k závěru, že studovaný protein musel vzniknout mimo naši planetu, nejspíše v molekulárním mračnu. Molekulární mračna jsou specifická uskupení látek v mezihvězdném prostoru umožňující vznik složitějších organických molekul. Navíc mívají popsaný poměr výše zmíněných izotopů vodíku v rozmezí 0,01-0,1, zatímco na Zemi je kolem 1,55 x 10-4. Možnou námitkou proti vzniku tak složitých řetězců mimo Zemi je absence rozsáhlých povrchů, na kterých se „základní kameny života“ mohly řetězit. Podle autorů článku ale k podobným jevům může pomalu docházet i v prachovém mračnu.
Již od dob Anaxagora z Klazomén (500-428 př. n. l.) lidé uvažují o možném původu pozemského života mimo naši planetu. Na počátku dvacátého století přišel švédský chemik Svante Arrhenius s vědeckou teorií panspermie, podle které se život dostal na Zem spolu s meteority v podobě spor (nebo jakýchsi hibernujících stádií) mikroorganizmů. Zatímco vůči doslovnému chápání této teorie by nejspíš byla většina vědců kritická, pseudo-panspermie, aneb předpoklad, že některé základní látky potřebné pro život, případně i odvozenější „předživotní“ struktury, přinesla dopadající vesmírná tělesa, s ohledem na poznatky posledních let dává větší a větší smysl. Loni v podobných objektech zdokumentovaná ribóza je základním kamenem ribonukleové kyseliny (RNA), které nese genetickou informací prokaryot. Kyanidy, které rovněž vnikají mimo Zemi, se údajně mohly výrazně podílet na evoluci a umožňovat tvorbu jednoduchých cukrů. Nález hemolithinu tudíž naznačuje, že i některé bílkoviny mohou mít svůj původ mimo Zemi.
Na druhou stranu, zmíněný článek ještě neprošel recenzním řízením a někteří vědci se domnívají, že při výzkumu mohlo dojít k chybám a nepřesnostem. Tak například chemik Leroy Cronin z Univerzity v Glasgow pro časopis New Scientist uvedl, že autoři preprintu vyvozují předčasné přehnané závěry z neúplných dat a že je navržená proteinová struktura nesmyslná. K tomu v svém tweetu z 1. 3. 2020 zmiňuje, že by se nalezená molekula měla řadit mezi protenoidy, nikoliv proteiny. Protenoidy vznikají spojením několika málo aminokyselin a jsou podobné proteinům, tvoří ale trochu odlišné vazby, vznikají abioticky a jejich řetězce bývají „zašmodrchané“ – vytvářejí obvykle jakousi trojrozměrnou síť. Zároveň je hemolthin podle všeho tvořen řetězcem jediné aminokyseliny, zatímco se i laboratorně vyrobené protenoidy vyznačovaly zajímavější skladbou. Velký poprask kolem uveřejněné studie je tedy zatím dost předčasný.
Co si tedy z této publikace můžeme odnést? Nalezená látka rozhodně nepotvrzuje žádné hypotézy o mimozemském životě – dokonce i autoři preprintu předpokládají její abiotický vznik. Samotný nález hemolithinu je dost pochybný a rozhodně vyžaduje další výzkum. I kdyby se ale v budoucnosti ukázalo, že jde o “pouhý” protenoid, stále se jedná o zajímavý nález, který by mohl ovlivnit naše představy o vzniku a vývoji života. Koneckonců, protenoidy a z nich utvořené mikrosféry dodnes patří mezi uvažované předchůdce živých buněk. Na základě této studie však nemůžeme s jistotou nic tvrdit o skutečném scénáři vzniku života. Objev přináší především rámec pro další výzkum pseudo-panspermických hypotéz a náznak možnosti vzniku života na uhlíkovém základu i na jiných planetách.
Zdroj:
MW Mcgeoch, S Dikler & JEM Mcgeoch 2020: Hemolithin: a Meteoritic Protein containing Iron and Lithium. arXiv, online.
Komentáře
Leroye Cronina:
https://twitter.com/leecronin/status/1234212244000514048
https://www.newscientist.com/article/2235981-have-we-really-found-an-alien-protein-inside-a-meteorite/