Некоторые из ферментов содержат железо-серные (FeS) кластеры, которые представляют собой группу молекул-кофакторов, специфично соединяющихся с белками и определяющих их каталитическую активность. Это указывает на то, что Лука обитал в среде, богатой железом. Выделена еще одна группа белков, участвующих в метаболизме сахара: гликозилазы и гидролазы. Эти ферменты в современных клетках важны для синтеза клеточной стенки, что может свидетельствовать о существовании у LUCA примитивной клеточной стенки.
Выводы исследователей подтверждают ряд важных тезисов. FeS-кластеры, а также переходные металлы в составе кофакторов, — наследие древнего метаболизма. Первые живые организмы возникли в гидротермальных источниках. Химические реакции, происходящие на границе водной среды и скалистых пород, создавали условия для возникновения жизни. Первые представители бактерий и архей были автотрофами, зависимыми от водорода и использующими углекислый газ в качестве терминального акцептора в энергетическом обмене (у животных и растений эту роль играет вдыхаемый кислород.
Построенные филогенетические деревья не позволили выделить характерные для LUCA белки, участвовавшие в синтезе аминокислот, из которых состоят белки, и образующих ДНК и РНК нуклеозидов. Тем не менее универсальный предок мог сформироваться из тех компонентов, что образовались в результате спонтанных химических процессов, характерных для ранней Земли.
Интересно, что результаты немецких биологов противоречат опубликованным в 2008 году выводам французских ученых. Те относили Луку к организмам, предпочитающим умеренные температуры (менее 50 градусов Цельсия). Считалось, что LUCA не мог быть термофилом из-за того, что его белки не отличались устойчивостью к высоким температурам. В то же время предки бактерий и архей вполне могли обитать в сильно нагретой среде. Новая работа обращает внимание не на непосредственную устойчивость ферментов, а на то, для каких экологических условий характерны эти белки.
Таким образом, LUCA является общим предком всей жизни на Земле. Последнего универсального общего предка не следует путать с первым живым организмом на Земле. Считается, что LUCA жил 4,5 млрд лет назад (в катархее). Ископаемых остатков LUCA не сохранилось, поэтому его можно изучать только путём сравнения геномов.
Комментарии 6