Проект ставил сразу несколько задач. Во-первых, сравнение древней версии белка с современной могло подсказать, как развивались ключевые биохимические процессы и почему жизнь пошла именно по этому пути. Во-вторых, исследователи рассчитывали получить надежный "химический отпечаток", который можно использовать в поисках возможной жизни за пределами Земли.
Для работы профессор Бетюль Качар и ее коллеги выбрали нитрогеназу - фермент, критически важный для превращения атмосферного азота в форму, доступную живым организмам. По словам авторов, без этого механизма биосфера не смогла бы стать такой, какой мы ее знаем: азот нужен для построения молекул жизни, от белков до генетического материала.
Поскольку "окаменелых" ферментов не бывает, ученым пришлось восстанавливать картину косвенно: они опирались на изотопные следы, которые древние реакции оставили в породах, и использовали компьютерное моделирование. В итоге древнюю нитрогеназу удалось реконструировать и проверить экспериментально.
Сравнение показало, что последовательность ДНК у древнего варианта заметно отличалась от современной, но сама изотопная "подпись" работы фермента сохранилась почти без изменений. Биологи связывают это с условиями до так называемой кислородной катастрофы, когда в атмосфере было больше углекислого газа и метана, а жизнь в основном представляли анаэробные микробы.