Para Ilmuwan Mengidentifikasi Zat yang Memicu Kehidupan Awal di Bumi

Nationalgeographic.co.id - Sejarah bumi dan asal usul planet selalu menjadi topik diskusi dan penelitian di kalangan ilmuwan. Berdasarkan penelitian, teori keadaan tetap Hoyle dan teori Big Bang dikembangkan, dan keduanya telah memesona peradaban.

Sebuah penemuan baru-baru ini yang telah dilakukan di sepanjang jalan yang sama dapat mengungkap sejarah awal planet Bumi.

Sebagian dari protein yang dapat memberi petunjuk kepada para ilmuwan untuk menemukan planet di titik puncak yang mendukung kehidupan telah ditemukan oleh tim peneliti dari Rutgers University yang telah berkomitmen untuk melacak asal usul metabolisme purba, serangkaian reaksi kimia dasar yang pertama kali memberikan tenaga kehidupan di Bumi.

Menurut Vikas Nanda, salah seorang peneliti yang ikut andil dalam penelitian ini berpendapat bahwa penelitian yang ia lakukan sangat berguna bagi pencarian kehidupan di luar bumi yang saat ini sedang gencar dilakukan. Setidaknya dengan hasil penelitiannya ini, akan dapat memberikan petunjuk baru atau poin penting baru yang harus dicari.

Tim ilmuwan Rutgers telah berdedikasi menunjukkan dengan tepat asal usul metabolisme primordial. Ini adalah serangkaian reaksi kimia inti yang pertama kali menggerakkan kehidupan di Bumi.

Tim telah mengidentifikasi bagian dari protein yang dapat memberikan petunjuk kepada para ilmuwan untuk mendeteksi planet di ambang menghasilkan kehidupan.

Temuan ini, bahkan telah dipublikasikan di jurnal Science Advances pada 10 Maret 2023 dengan judul “Design of a minimal di-nickel hydrogenase peptide.”

“Temuan ini memiliki implikasi penting dalam pencarian kehidupan di luar bumi karena memberi peneliti petunjuk baru untuk dicari,” tutur Vikas Nanda, seorang peneliti di Center for Advanced Biotechnology and Medicine (CABM) di Rutgers.

Berdasarkan studi laboratorium, para ilmuwan Rutgers mengatakan salah satu kandidat kimia yang paling mungkin memulai kehidupan adalah peptida sederhana dengan dua atom nikel yang mereka sebut "Nickelback" bukan karena ada hubungannya dengan band rock Kanada, tetapi karena atom nitrogen tulang punggungnya mengikat dua atom nikel kritis.

Peptida adalah penyusun protein yang terdiri dari beberapa blok bangunan unsur yang dikenal sebagai asam amino.

Ada titik kritis di awal sejarah Bumi ketika reaksi kimia di antara campuran molekul organik mulai ditenagai dari dalam, membentuk sesuatu yang mungkin mulai kita anggap sebagai biologis.

“Para ilmuwan percaya bahwa antara 3,5 dan 3,8 miliar tahun yang lalu ada titik kritis, sesuatu yang memulai perubahan dari kimia prebiotik—molekul sebelum kehidupan—menjadi sistem biologis yang hidup,” kata Nanda.

"Kami percaya perubahan itu dipicu oleh beberapa protein prekursor kecil yang melakukan langkah kunci dalam reaksi metabolisme kuno. Dan kami pikir kami telah menemukan salah satu dari 'peptida perintis' ini," tambahnya.

Para ilmuwan yang melakukan penelitian adalah bagian dari tim yang dipimpin oleh Rutgers yang disebut Evolution of Nanomachines in Geospheres and Microbial Ancestors (ENIGMA), yang merupakan bagian dari program Astrobiologi di NASA.

Para peneliti berusaha untuk memahami bagaimana protein berevolusi menjadi katalis utama kehidupan di Bumi.

Saat menjelajahi alam semesta dengan teleskop dan probe untuk mencari tanda-tanda kehidupan di masa lalu, sekarang, atau yang baru muncul, ilmuwan NASA mencari "tanda biologis" tertentu yang dikenal sebagai pertanda kehidupan.

Baca Juga: Akankah Kecerdasan Buatan Membantu Kita Menemukan Kehidupan Alien?

Baca Juga: Mendeteksi Tanda Kehidupan di Planet Lain dengan Perangkat Laser Kecil

Baca Juga: Apakah Lempeng Tektonik Terjadi Saat Kehidupan Awal Terbentuk di Bumi?

“Peptida seperti nickelback bisa menjadi biosignature terbaru yang digunakan oleh NASA untuk mendeteksi planet yang hampir menghasilkan kehidupan,” ujar Nanda.

Bahan kimia pemicu asli, menurut para peneliti, harus cukup sederhana untuk dapat berkumpul secara spontan dalam sup prebiotik. Namun itu harus cukup aktif secara kimia untuk memiliki potensi mengambil energi dari lingkungan untuk mendorong proses biokimia.

Untuk melakukannya, para peneliti mengadopsi pendekatan "reduksionis": Mereka mulai dengan memeriksa protein kontemporer yang diketahui terkait dengan proses metabolisme. Mengetahui protein terlalu kompleks untuk muncul sejak awal, mereka mengupasnya hingga ke struktur dasarnya.

Para peneliti melakukan eksperimen untuk mengidentifikasi bahan kimia yang dapat memulai kehidupan di Bumi. Mereka menemukan bahwa peptida yang disebut Nickelback, terdiri dari 13 asam amino dan mengikat dua ion nikel, adalah kandidat terbaik.

Nikel, menurut mereka, adalah logam yang melimpah di lautan awal. Ketika terikat pada peptida, atom nikel menjadi katalis kuat, menarik proton dan elektron tambahan dan menghasilkan gas hidrogen. Hidrogen, para peneliti beralasan, juga lebih melimpah di Bumi purba dan akan menjadi sumber energi penting untuk menggerakkan metabolisme.

“Ini penting karena, sementara ada banyak teori tentang asal usul kehidupan, tetapi sangat sedikit tes laboratorium yang sebenarnya dari ide-ide ini,” kata Nanda. "Pekerjaan ini menunjukkan bahwa, tidak hanya enzim metabolisme protein sederhana yang mungkin, tetapi juga sangat stabil dan sangat aktif—menjadikannya titik awal yang masuk akal untuk kehidupan."

Penemuan ini penting karena memberikan teori yang telah teruji di laboratorium tentang asal usul kehidupan dan menunjukkan bahwa enzim metabolisme protein sederhana bisa menjadi titik awal kehidupan.

PROMOTED CONTENT