Новости химической науки > Миллер и сейчас живее всех живых

Анализ оставленных более полувека назад образцов современными методами исследования дает химикам новую информацию об особенностях биогенеза на Земле.

Стенли Миллер (Stanley Miller) приобрел известность практически благодаря единственному эксперименту, который он провел во время работы над своей диссертацией под руководством Гарольда Юри (Harold Urey). Целью эксперимента было моделирование в герметичном химическом приборе условий, которые, в соответствии с ранее проведенными Юри оценками, соответствовали условиям на добиотической Земле.

Моделирование учитывало наличие на молодой Земле океанов, восстанавливающей атмосферы и активности атмосферного электричества. Уже через несколько дней после начала эксперимента в системе образовалось значительное количество разнообразных органических молекул, включая протеиногенные аминокислоты.

В аппарате Миллера воссоздавались условия молодой Земли

В последующие после этого эксперимента полвека, до самой смерти Миллер продолжал изучать химию добиотической Земли и возможные механизмы зарождения жизни на Земле, однако так и не смог сформулировать какой-то определенный подход, проясняющий вопросы, связанные с биогенезом.

После смерти Миллера в мае 2007 года его ученик Джеффри Бада (Jeffrey Bada), специалист по геохимии из Университета Калифорнии в Сан-Диего, разбирая доставшееся ему «наследство» Миллера в лаборатории и кабинете ученого, обнаружил образцы, датированные 1958 годом. Образцы были аккуратно помещены, их происхождение описано в лабораторном журнале Миллера, о результатах этих экспериментов Миллер никогда не сообщал. Для независимого описания их химического состава различными методами Бада проанализировал образцы с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии.

Эксперимент, о котором не сообщалось с 1958 года (до настоящего времени) опять же заключался в активации газовой смеси электрическими разрядами, однако в данном случае в смеси содержались как окисленные, так и восстановленные формы вещества, к тому же это был первый эксперимент, в котором подвергавшаяся воздействию смесь содержала сероводород (H₂S). Исследователи из группы Бада обнаружили, что образцы, о которых не сообщалось ранее, отличаются более высоким содержанием органических соединений, а также большим разнообразием биологически важных соединений, чем образцы, о которых Миллер сообщал в самом начале своих исследований в пятидесятых годах ХХ века. В образцах полувековой давности также содержались продукты окисления серосодержащих аминокислот цистеина и метионина, об абиогенном получении которых Миллер не сообщал до 1970-х годов.

Хотя состав газовой смеси, использованный Миллером в 1958 году, и не отвечает точному составу первичной атмосферы Земли, Бада уверен, что такой состав газовой смеси может моделировать сложные химические условия, которыми на молодой Земле характеризовались области повышенной вулканической активности.

Бада отмечает, что результаты исследования, растянувшегося более, чем на полвека, демонстрируют, что сероводород мог оказаться важным фактором химической эволюции, способствующим большему структурному разнообразию в получении ключевых строительных блоков для живых систем, как, например, аминокислоты. Кажется вполне вероятным, что в биогенезе молодой Земли немаловажную роль сыграла вулканическая активность.

Биохимик из Университета Калифорнии в Санта Барбаре Кевин Плакско (Kevin Plaxco), пораженный новыми открытиями из старых образцов, заявляет, что Миллер до сих пор является пионером в области изучения биогенеза, и результаты его работ продолжают преподносить приятные сюрпризы не только спустя более чем полвека после начала исследований, но и через четыре года после смерти ученого.

Источник: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, DOI 10.1073/pnas.1019191108

метки статьи: #биохимия, #органическая химия, #химическая эволюция