Mlada Riječanka u timu koji je otkrio pretke svih živih bića
Istraživanje je pokazalo da je život nastao u dubokomorskim hidrotermalnim izvorima
“Dobili smo popis gena koji su nasljeđivani vertikalno zadnje četiri milijarde godina, sve od vremena pretka svih bića (LUCA-e)”
Znanstveni svijet ovih dana bruji o novom otkriću ekipe sa Sveučilišta Heinrich Heine u Düsseldorfu, u kojoj je i jedna mlada hrvatska znanstvenica. Riječ je o istraživanju posljednjeg zajedničkog pretka svih živih bića (Last Universal Common Ancestor ili LUCA) koje je, kako kaže Natalia Mrnjavac, kao nikada dosad omogućilo uvid u uvjete u kojima je taj predak živio.
Veliki korak naprijed
– I prije ovog istraživanja znanstveni timovi pokušavali su dobiti uvid u LUCA-inu biologiju, fiziologiju i okoliš gdje je živjela, ali možemo reći da smo mi učinili veliki korak naprijed, koristili novi pristup kojim smo riješili neke do sada ograničavajuće čimbenike u tom istraživanju i došli do najbolje slike do sada o tome tko ili što je LUCA bila i gdje je živjela – kaže za Večernji list 25-godišnja Riječanka koja trenutačno živi i radi u Njemačkoj. Ovo istraživanje vrlo je značajan doprinos debati o podrijetlu života. Neki vjeruju da je život nastao u ekstremnim uvjetima kao što su dubokomorski termalni izvori, dok drugi smatraju da je bila riječ o nešto normalnijim uvjetima. Među potonjima je bio i slavni prirodoslovac Charles Darwin, koji je bio uvjeren da su prvi organizmi nastali u malim toplim lokvama na kopnu. Novo istraživanje ide u prilog prvoj teoriji. – Živi svijet dijelimo na tri velike domene: bakterije, arheje i eukariote. Bakterije i arheje su jednostanične, a sve biljke, životinje i ostalo što vidite oko sebe eukarioti. Mi smatramo da su oni nastali kasnije, stoga je zajednički predak bakterija i arheja ujedno i posljednji zajednički predak svih živih bića. Na temelju sekvencioniranih genoma današnjih arheja i bakterija pokušali smo dešifrirati kako je posljednji zajednički predak živio, gdje je živio, kako je koristio resurse iz okoliša i koji su to resursi bili, kako je dobivao energiju, i slično. Dobili smo 355 gena, odnosno proteina koji nam govore o tome da je taj organizam bio anaeroban (što je razumljivo s obzirom na to da tada na Zemlji nije bilo kisika), termofilan (živio je na povišenim temperaturama), autotrofan, živio je od plinova – dušika, vodika i ugljikova dioksida, a za katalizu kemijskih reakcija uvelike je koristio prijelazne metale. To sve upućuje na okolišne uvjete koji danas vladaju u alkalnim dubokomorskim hidrotermalnim izvorima, što znači da naše istraživanje ide u prilog teoriji nastanka života u tom okolišu – objašnjava Natalia Mrnjavac. Ne samo da se to otkriće dobro slaže sa spoznajama o uvjetima u dubokomorskim hidrotermalnim izvorima nego su i mikroorganizmi koji tamo danas žive slični LUCA-i po svojoj biologiji i biokemiji. Natalia kaže da su to ujedno i najstarije arheje i bakterije prema njihovim rezultatima. – U dosadašnjim istraživanjima jedan od problema bio je kako razlikovati gene koji su bili prisutni u LUCA-i i nasljeđivani unutar bakterijske i arhejske domene od onih koji su nastali nekad kasnije u bakterijama/arhejama i bili preneseni u jednom trenutku u drugu domenu. U oba slučaja ti će se geni nalaziti u bakterijama i arhejama, ali samo su u prvom slučaju ti geni bili prisutni i u njihovu zajedničkom pretku LUCA-i. Svojim pristupom uspjeli smo izbaciti gene koji su bili preneseni među domenama, što nam je omogućilo da dobijemo popis od 355 proteinskih obitelji koje su bile nasljeđivane vertikalno zadnje otprilike četiri milijarde godina, sa stanica predaka na stanice potomke, sve od vremena LUCA-e – kaže Natalia. Pobornici druge teorije ipak su skeptični. Kemičar John Sutherland s engleskog Sveučilišta u Cambridgeu i drugi ističu kako ovo otkriće ne znači da je život nastao u dubokomorskim izvorima – moguće je da je nastao na drugom mjestu te da je poslije završio ondje zahvaljujući nekom katastrofalnom događaju, poput velike kiše meteorita koja se dogodila prije 4 do 3,8 milijardi godina. Tim koji je radio na novom istraživanju predvodio je prof. dr. Wi-
SVJETSKI ZNANSTVENIK Moj šef prof. dr. William F. Martin ima veliki projekt s puno novca pa se o tome nikada ne moramo brinuti
Čini se da Darwinova teorija, prema kojoj je život nastao u lokvama na kopnu, nije točna
lliam F. Martin, direktor Instituta za molekularnu evoluciju na Sveučilištu Heinrich Heine u Düsseldorfu, a uz njega su u istraživanju sudjelovali Natalia Mrnjavac i još petero njezinih kolega. Natalia se istraživanju priključila u studenom prošle godine, kada je istraživanje već bilo u tijeku nekoliko mjeseci.
Ugovori na nekoliko godina
– Kako nisam došla na taj institut kao bioinformatičar, što je specijalizacija većine članova tima, već su biokemija i biofizika moje specijalizacije, ja sam se bavila tumačenjem dobivenih gena odnosno proteina – kaže. Natalia je u rodnoj Rijeci završila prirodoslovno-matematički smjer Prve sušačke hrvatske gimnazije kao učenica generacije. Molekularnu biologiju htjela je studirati otkad je prvi put učila o stanici i genetici u osnovnoj školi. Lani je diplomirala na PMF-u i postala magistra molekularne biologije nakon što je dobila nagradu za najboljeg studenta diplomskog studija molekularne biologije. Iste godine primljena je na doktorat na Sveučilištu u Düsseldorfu. Trenutačno je još uvijek na prvoj godini doktorata, tijekom koje je prezentirala rezultate na dva međunarodna skupa. – U svakom slučaju htjela bih se vratiti u Hrvatsku, no to ovisi i o tome hoće li se naći mjesta za mene i o nekim drugim faktorima – kaže Natalia. Hrvatski znanstveni sustav ne želi komentirati jer u njemu nikad nije bila zaposlena. – Ono što sam vidjela dok sam studirala jest to da Hrvatskoj zasigurno ne nedostaje izvrsnih ljudi. Imala sam neke divne profesore koji su me inspirirali i zbog kojih sam se zaljubila u grane prirodnih znanosti koje su mi i danas glavne strasti, vrlo marljive i iznimno inteligentne asistente te jako pametne kolege s beskonačnim potencijalom – kaže Natalia, no dodaje da sustav financiranja i organizaciju znanosti u svakom slučaju treba restrukturirati. – Čim je većina znanstvenika s kojima razgovarate kronično nezadovoljna, znate da nešto ozbiljno ne štima. U Njemačkoj mnogo ovisi o tome u kakvoj je netko grupi. Moj je šef svjetski poznat znanstvenik, jedan od najboljih u tom području, ima veliki projekt s puno novca, tako da se o tome nikada ne moramo brinuti. Atmosfera je vrlo poticajna jer se stalno nešto događa, stalno su intervjui, netko iz tima publicira neki rad ili neki suparnički tim objavi neko istraživanje, na što mi onda reagiramo, mailovi stižu danju i noću, uvijek je znanost glavna tema. Ali je taj sustav možda pomalo i nehuman, ugovori su uvijek na nekoliko godina, nakon čega zbilja nikada ne znaš kamo ćeš se seliti. I hrvatski i inozemni sustav imaju svojih prednosti i mana i svatko sebi treba odabrati put – zaključuje.