18.10.2021
Появление жизни

Ответ на вечный вопрос о происхождении жизни

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

Звено, которого недоставало в теории химической эволюции, – не окаменелость, скрытая под землей. Это крошечный самовоспроизводящийся глобул, называемый коацервативной каплей. Именно ее ученые разработали, чтобы продемонстрировать, как химия эволюционировала в биологию, пишет Sciencedaily.

«Химическую эволюцию впервые обосновали в 20-х годах ХХ века как идею о том, что жизнь началась, когда из простых малых молекул начали образовываться макромолекулы, и эти макромолекулы собирались в молекулярные группы, способные к размножению, – сказал ведущий автор исследования Мунеюки Мацуо (Muneyuki Matsuo), доцент химии в Высшей школе комплексных наук о жизни Хиросимского университета. - С тех пор многие исследования имели целью экспериментально подтвердить гипотезу относительно мира РНК, в котором до эволюции ДНК и белков существовал только самовоспроизводящийся генетический материал».

Однако возникновение молекулярных ансамблей, возникающих из маленьких молекул, оставалось теоретическим предположением на протяжении почти века - с момента возникновения сценариев химической эволюции. Они составляли связующее звено между химией и биологией, которой недоставало в вопросах происхождения жизни.

Мацуо в сотрудничестве с Кенсуке Курихара (Kensuke Kurihara), исследователем из корпорации KYOCERA, пытались ответить на вопрос столетней давности: как свободные химические вещества доисторической Земли превратились в живые?

Как и многие другие, ученые сначала предполагали, что основную роль в этом процессе сыграла окружающая среда: все элементы образовались при высоком давлении и температуре, а затем охладели к более благоприятным для жизни условиям. Проблема заключалась в распространении. «Распространение требует спонтанного создания полимеров и самостоятельной их группировки (самосборки) в тех же условиях», – говорит Мацуо.

Как предка примитивных клеток, способного к самосборке, ученые разработали и синтезировали новый пребиотический мономер из производных аминокислот. С добавлением воды комнатной температуры при атмосферном давлении производные аминокислот конденсировались, образовав пептиды, которые затем спонтанно превратились в капли – коацеваты. Капли увеличивались в размерах и количестве при добавлении большего количества аминокислот.

Исследователи также обнаружили, что капли могли концентрировать нуклеиновые кислоты – генетический материал – и имели больше шансов выжить в условиях окружающей среды, имея эту функцию.

«Протоклетка на основе этих капель могла бы быть связующим звеном между химией и биологией во время зарождения жизни, – сказал Мацуо. – Наше исследование может объяснить появление первых живых организмов первобытной Земли».

Исследователи планируют продолжить изучение процесса эволюции от производных аминокислот до примитивных живых клеток, а также усовершенствовать платформу для верификации и изучения происхождения жизни и его эволюции.

«Создав пептидные капли, которые размножаются, питаясь новыми производными аминокислот, мы экспериментально раскрыли давнюю загадку размножения и выживания предшественников пребиотиков, которые осуществляли выборочную концентрацию пребиотических соединений, – сказал Мацуо. – Мы обнаружили, что вместо “мира РНК” уместнее будет говорить про “мир капель” доисторической планеты, поскольку капли стали способными к эволюции молекулярными агрегатами, один из которых и мог быть нашим общим предком».

  1. Последние
  2. Популярные

Популярное за неделю

Error: No articles to display

Самые популярные метки