Биологи реконструировали облик первых фотосинтезирующих организмов на Земле

Биологи реконструировали светочувствительные белки первых фотосинтезирующих организмов на Земле. Статья об этом опубликована в Molecular Biology and Evolution.

Древнейшие организмы на Земле, бактерии и археи, появились миллиарды лет назад. Эти микроорганизмы выработали родопсины – белки, способные превращать солнечный свет в энергию, используя их для питания клеточных процессов. Аналогичные белки находятся в глазах человека в качестве светочувствительного элемента.

Кэтрин Сефус из центра Центр ранней жизни и эволюции NASA и ее коллеги исследовали родопсин разных современных организмов с помощью машинного обучения и выяснили, каким он был у древних живых существ. «Это все равно, что взять ДНК многих внуков, чтобы воспроизвести ДНК их бабушек и дедушек. С той лишь разницей, что это не бабушки и дедушки, а существа, которые жили миллиарды лет назад по всему миру», – комментируют работу авторы.

В результате удалось выяснить, что древние родопсины действовали как управляемые светом протонные насосы и были предназначены для поглощения зеленого и синего света. Именно этот свет хорошо проникает в толщу воды, где древние микроорганизмы скрывались от ультрафиолетового излучения. Последующая диверсификация функций родопсина и его эволюционное развитие произошло из-за образования кислородной атмосферы с озоновым слоем, защищающим от ультрафиолетового излучения, благодаря чему жизнь стала возможна ближе к поверхности.

Теперь ученые планируют получить образцы древнего родопсина, используя методы синтетической биологии. Изучение его свойств поможет выяснить, как на Земле зародилась жизнь, что даст понять, где она может существовать за пределами нашей планеты.