Zwei Chemikalien in der “Ursuppe” der Erde haben den ersten Krebszyklus überhaupt geschaffen. 

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Der Stoffwechsel ist ein Schlüsselprozess in Lebewesen, der es ermöglicht, Kraftstoff in Energie umzuwandeln, aber sein evolutionärer Ursprung ist ein langjähriges Rätsel.

Eine Studie von US-Forschern hat nun herausgefunden, dass eine einfache Reaktion zwischen zwei Chemikalien, Glyoxylat und Pyruvat, in der Ursuppe der Erde vor Milliarden von Jahren möglicherweise zur ersten Form des Stoffwechsels geführt hat, wie wir sie kennen.

Heutzutage verwenden die meisten Lebewesen einen Prozess namens Krebszyklus – einen verschlungenen Prozess in acht Schritten, der Glukose in zelluläre Energie umwandelt -, um Lebensmittel zu metabolisieren.

Es ist ein hochkomplexer und heikler Prozess, der von verschiedenen Enzymen genau kontrolliert wird.

Das Wissenschaftlerteam fand jedoch heraus, dass Glyoxylat und Pyruvat, wenn sie einfach in Wasser reagieren, alle Chemikalien produzieren, die für eine Version des Krebszyklus benötigt werden.

Forscher sagen, dass es möglich ist, dass diese beiden harmlosen Chemikalien eine primitive, ineffiziente und unkontrollierte Version des Krebszyklus ausgelöst haben.

Infolgedessen könnte das aufkommende Leben auf der Erde diesen Prozess nutzen und Energie erzeugen.

Frühere Forschungen zu diesem Rätsel haben versucht, Metalle zu finden, die als primitiver Ersatz für jedes Enzym dienen, das eine Phase des Zyklus steuert.

Es erwies sich jedoch als unmöglich, acht solcher metallischen Katalysatoren zu finden, und die Forschung kam zum Stillstand.

Professor Greg Springsteen von der Furman University und Dr. Ramanarayanan Krishnamurthy vom Scripps Research Institute waren Teil eines Teams, das einen anderen Ansatz verfolgte.

Anstatt zu suchen, was Forscher für dort halten sollten, untersucht die neue Studie, die in der Zeitschrift Nature Chemistry veröffentlicht wurde, das, was sie bereits wussten, dass es vorhanden war.

“Grundsätzlich haben wir uns angesehen, welche kleinen Moleküle verfügbar gewesen wären und wie ihre Chemie aussehen würde”, sagte Dr. Krishnamurthy gegenüber dem Quanta Magazine.

Sie entschieden sich für Glyoxylat und Pyruvat als ideale Testpersonen und legten sie in warmes Wasser in ein Becherglas, um zu reproduzieren, wie sie sich in den primitiven Stadien der Erde vermischt hätten.

Was sie fanden, war erstaunlich, da die Reaktion unzählige Chemikalien hervorbrachte, darunter verschiedene Analoga für die heute im Krebszyklus beobachteten.

Das einfache Experiment und seine Ergebnisse überraschten die Autoren des Papiers, und Dr. Krishnamurthy nannte es “peinlich einfach”.

Normalerweise sind chemische Reaktionen pingelig, temperamentvoll und schwer zu beherrschen und erfordern eine ständige Überwachung und präzise Verfahren.

Diese Reaktion war jedoch so einfach, dass sie von einem Schulkind durchgeführt werden konnte.

Professor Springsteen sagte: “Alles, was Sie wirklich tun mussten, um den Weg zu beginnen, war, zwei stabile Reaktanten in gepuffertes Wasser zu werfen und es auf eine warme Kochplatte zu kleben.”

Die Forschung entschlüsselte nicht den gesamten Zyklus, Mechanismus oder Weg, sondern enthüllte, wie die Rohstoffe für einen primitiven Krebszyklus hergestellt werden können.

Diese beiden Chemikalien haben möglicherweise den Grundstein für die Entstehung dessen gelegt, was wir als Krebszyklus kennenlernen würden.

In ihrer Studie sagten die Forscher, die aufkommende Sequenz hätte dazu führen können, dass “immer ausgefeiltere Wege unter katalytischer Kontrolle entstehen”.

Als nächstes wollen die Forscher mehr darüber erfahren, wie sich die Zwischenverbindungen bilden, interagieren und in das Gesamtbild des Stoffwechsels als Ganzes passen.

Der Ursprung des Stoffwechsels, ein kritischer Prozess, der verstanden werden muss, um zu erfahren, wie sich das Leben zuerst entwickelt hat, ist für viele Biochemiker der heilige Gral.

Es ist genauso wichtig wie zu wissen, wie DNA und RNA entstanden sind und den genetischen Code zu bilden, der in jedes Lebewesen verwoben ist. .

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