Відтворено умови Землі, що дозволили самокопіювання РНК

Дослідники з Великої Британії змоделювали природні умови ранньої Землі, демонструючи можливість самовідтворення РНК без участі складних ферментів.

Хіміки з Університетського коледжу Лондона (UCL) та Лабораторії молекулярної біології МРЦ (LMB) довели, що просте хімічне середовище може ініціювати реплікацію РНК — молекули, яку часто вважають попередником ДНК у розвитку життя. Ключовою проблемою донині залишалося те, що ланцюжки РНК злипалися у подвійну спіраль, перешкоджаючи їх розділенню для подальшого копіювання. Щоб розв’язати цю задачу, дослідники використали кислоту, тепло і тринуклеотиди — трибуквенні блоки РНК, які дозволили розділити спіралі та запобігли їх повторному злипненню.

Процеси охолодження та нагрівання, які імітують природні умови, наприклад, циклічні зміни температур у геотермальних озерах, створили середовище, де РНК могла реплікуватися знову і знову. «Життя відокремлює від чистої хімії інформація, молекулярна пам’ять, закодована в генетичному матеріалі», — зазначає доктор Філіп Холлігер. Він наголошує, що передача цієї інформації вимагає здатності до копіювання, тобто реплікації. «Реплікація є фундаментальною для біології… але в біології немає слідів першого реплікатора», — додає доктор Джеймс Аттвотер.

Тринуклеотиди, які не зустрічаються в сучасній біології, спростили процес, що могло мати вирішальне значення для виникнення найперших життєвих форм. Хоча ці умови відтворені в лабораторії, вони відображають реальні сценарії, які могли існувати в прісноводних геотермальних ставках. Дослідження також доводить, що солона вода не підходить для такої реплікації, оскільки заважає заморожуванню і знижує концентрацію РНК-блоків. «Наше найкраще припущення — що ранні форми життя керувалися молекулами РНК», підкреслює Аттвотер, зазначаючи, що навіть найпростіший живий організм має занадто складну структуру, щоб бути першим реплікатором.

Хоча це дослідження зосереджене на хімії РНК, науковці погоджуються, що походження життя — це результат взаємодії РНК, пептидів, ліпідів і ферментів. У минулі роки команди під керівництвом доктора Джона Сазерленда та професора Метью Поунера показали, як із простих молекул, ймовірно присутніх на ранній Землі, могли виникати нуклеотиди, амінокислоти, ліпіди та інші важливі компоненти. Підтримане такими установами, як MRC та Королівське товариство, це дослідження є ще одним кроком до розуміння хімічного походження життя.