Учёные открыли возможный путь самозарождения жизни

Отдельные молекулы TAPAS и CA (слева), находясь в воде, складываются в циклические розетки (в центре), которые в свою очередь формируют длинные цепочки (справа)

(иллюстрация Cafferty et al./JACS).

Группа химиков из США и Испании выступила с сенсационным докладом, который может изменить представление учёных о процессах зарождения жизни на Земле. Результаты нового исследования показывают, что несколько РНК-подобных молекул могут спонтанно собираться в длинные геномные цепи.

Учёные давно подозревают, что именно молекулы РНК сыграли главную роль в происхождении жизни. Возможно, благодаря ей из первичного бульона из органических веществ появились первые живые клетки. РНК имеет более простую структуру, чем её "двоюродная сестра" ДНК и является лучшим катализатором.

Казалось бы, возникновение жизни на её основе выглядит более вероятным. Но всё-таки у такой теории есть весьма слабое место. Дело в том, что четыре основных нуклеотида, которые формируют генетическую цепочку, не способны самостоятельно складываться в сложные структуры, находясь в воде.

В современном представлении молекула РНК выглядит настолько совершенной, что исследователи не сомневаются в её эволюционном происхождении от некой первичной формы. В свою очередь был выдвинут ряд предположений о том, каким образом могла зародиться эта молекула-предшественник, но все они обладали слабыми местами.

Одна из наиболее распространённых версий говорит о самопроизвольном появлении протоРНК из двух химических соединений: циануровой кислоты (CA) и триаминопиримидина (TAP). Предыдущие исследования показали, что в органическом растворителе набор из трёх CA и трёх TAP самостоятельно складывается в кольцевые структуры, называемые розетками, которые в свою очередь могут образовывать длинные цепочки. Но, к сожалению, в воде вместо аккуратных нитей молекулярные структуры слипаются в широкие ленты и быстро выпадают в осадок. В таком виде они никак не подходят на звание ключа к возникновению жизни.

Теперь Николас Худ (Nicholas Hud) из Технологического института Джорджии и его коллеги нашли решение этой непростой задачи. Учёные добавили молекуле триаминопиримидина короткий хвост и получили новую форму, названную TAPAS. Как сообщается в статье, опубликованной в издании Journal of the American Chemical Society, одного этого изменения оказалось достаточно, чтобы молекулы совместно с CA образовывали розетки в обыкновенной воде. Мало того, эти структуры сами собой выстраивались в длинные нити из 18 тысяч звеньев.

На следующем этапе работы учёные собираются проверить, можно ли использовать такие двухкомпонентные сборки для простейшего кодирования информации.

Авторы исследования говорят, что, даже если их эксперимент закончится удачно, это не будет являться окончательным решением спора о возможности самозарождения жизни. Но в любом случае исследователи получат один убедительный путь образования предшественника РНК, который, вероятно, дал начало эволюции.

Также по теме:
Ферменты заставили эволюционировать искусственные ДНК
Сахар в космосе стал ещё одним свидетельством жизни
Объяснено происхождение механизма клеточного деления
Скандально известный палеоботаник отодвинул дату выхода жизни на сушу на миллионы лет
Обнаружены генетические изменения, открывшие путь к миграции древнего человека