Исследователи из Университетского колледжа Лондона приблизились к ответу на один из самых больших вопросов биологии: как могла зародиться жизнь на нашей планете. В их новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Chemistry, ученые попытались воссоздать процесс, который мог привести к появлению первого живого существа на Земле более 4 миллиардов лет назад.
Одна из главных гипотез, известных как «Мир РНК», предполагает, что до появления ДНК и белков жизнь могла состоять из простых молекул РНК, способных к самокопированию. Однако до сих пор ученым не удавалось смоделировать этот процесс в условиях, похожих на те, что существовали на ранней Земле.
В новом эксперименте исследователи использовали тринуклеотиды — синтетические строительные блоки РНК, которые не встречаются в современной природе, но могли существовать миллиарды лет назад. Они подвергли молекулы РНК циклам нагрева, охлаждения и воздействия кислоты в воде. Эти экстремальные условия помогали цепям РНК избегать слипания и продолжать расти.
Результаты оказались впечатляющими: нити РНК смогли вырасти до такой длины, что начали вести себя как биологические молекулы, потенциально способные выполнять полезные химические функции. Пока удалось воспроизвести примерно 17% длины полной цепи РНК, но ученые уверены, что с доработкой метода удастся добиться полной репликации.
«Это важный ключ к пониманию того, как могли появиться первые живые существа на Земле», — отмечают авторы работы.
Интересно, что эксперименты показали: процесс репликации РНК не работает в соленой воде, а значит, первые живые молекулы, вероятно, появились в пресноводных источниках, например, в горячих ключах или геотермальных прудах. Такие места обеспечивали нужные колебания температуры и химическую среду для развития жизни.
Исследование основано на многолетней работе по изучению происхождения ранних генетических материалов Земли. Хотя до окончательной разгадки остается еще много вопросов, это открытие — значительный шаг к пониманию того, как жизнь могла возникнуть на нашей планете и, возможно, в других уголках Вселенной.
Найден нарушающий асимметрию жизни древний белок-«амбидекстр»