Am 10. April 2025 wurde die Forscherin Dr. Martina Preiner von der Universität Marburg und dem Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie mit einem Human Frontiers Science Grant ausgezeichnet. Ihre Arbeit konzentriert sich auf die Erforschung des Ursprungs des Lebens, insbesondere auf die Rolle mineralischer Umgebungen bei der Entstehung von lebenswichtigen biochemischen Prozessen.
Preiner und ihr Team untersuchen die Wechselwirkungen zwischen organischen Cofaktoren und ursprünglichen Peptiden in geochemisch geprägten Umgebungen. Dabei stellen die biomolekularen Cofaktoren wichtige Elemente für biochemische Reaktionen dar und sind in allen Organismen zu finden. Laut Uni Marburg sind diese Cofaktoren komplex genug, um nicht zufällig aus unbelebten Materialien zu entstehen.
Detaillierte Forschungsansätze
Um die Bedeutung dieser Cofaktoren besser zu verstehen, plant Preiner, mineralische Porennetze zu konstruieren. Diese sollen dazu dienen, Biomoleküle und Enzymvorläufer zur Interaktion zu bringen. Das Ziel des Projekts ist es, zu demonstrieren, wie ein protoenzymatisches Produktionssystem Cofaktoren erzeugen kann, die für die Aufrechterhaltung vitaler Prozesse notwendig sind.
Die Forschung erfolgt aus drei Perspektiven: Katalyse an Mineraloberflächen, Chemie in porösen Umgebungen und die Rekonstruktion alter Enzyme. Das Forschungsteam besteht aus qualifizierten Wissenschaftlern, einschließlich Cole Mathis von der Arizona State University und Liam M. Longo vom Earth-Life Science Institute. Der Antrag des Teams wurde unter 111 eingegangenen Vorschlägen als einer der besten ausgewählt.
Zusammenhang mit den Ursprüngen des Lebens
Die Studien zu den Ursprüngen des Lebens sind vielfältig und zeigen sich auch in den Arbeiten anderer internationaler Forschungsteams. So identifizieren Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung hydrothermale Unterwasser-Schlote als mögliche Wiege der ersten lebenden Zellen. In Laborversuchen wurden chemische Reaktionen an Tiefsee-Schloten nachgehbar gemacht, wobei mineralisiertes heißes Wasser mit gelöstem CO2 und Wasserstoff unter kontrollierten Bedingungen zu Protozellen führen kann. Diese Erkenntnisse wurden von mehreren Institutionen gefördert und in der Fachzeitschrift *Nature Ecology & Evolution* veröffentlicht.
Die Reaktionen an den hydrothermalen Quellen zeigen, dass Wasserstoff der Treibstoff für die frühesten biochemischen Prozesse war. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass einfache chemische Reaktionen an mineralischen Katalysatoren zur Bildung komplexer organischer Materialien führten, was als essentiell für die Entwicklung von Nukleinsäuren und Proteinen betrachtet wird. Außerdem setzen diese Reaktionen Energie frei, die den Stoffwechsel der ersten freilebenden Zellen antrieb.
Zusammenfassend ist die Forschung an den Ursprüngen des Lebens ein dynamisches und interdisziplinäres Feld, das sowohl die Chemie an mineralischen Oberflächen als auch die Rolle von Cofaktoren und Enzymen in den Vordergrund stellt. Die Arbeiten von Dr. Preiner und ihrem Team könnten entscheidende Hinweise auf die Entstehung des Lebens auf der Erde liefern und die Voraussetzungen für ein tieferes Verständnis der biochemischen Prozesse der frühen Erde schaffen.
Die Forschungen werden kontinuierlich durch das Human Frontier Science Program unterstützt, das internationale Zusammenarbeit in der Lebenswissenschaftsforschung fördert, und bieten vielversprechende Ansätze zur Beantwortung einer der grundlegenden Fragen unserer Existenz.
Für weiterführende Informationen zu den Ursprüngen des Lebens und den aktuellen Forschungsergebnissen lesen Sie die Studien zum Thema, etwa auf Max-Planck-Institut oder Max-Planck-Gesellschaft.
