Как аминокислоты нашли дорогу к РНК — и зачем это вообще важно
Химики из Университетского колледжа Лондона (University College London, UCL) провернули то, что десятилетиями казалось почти фантастикой: им удалось «поженить» аминокислоты с молекулой РНК в условиях, которые вполне могли существовать на молодой Земле.
Работа опубликована в журнале Nature и уже вызвала волну обсуждений. Впервые за полвека поисков учёные получили прямое доказательство, что РНК могла не только хранить инструкции, но и начинать процесс сборки белков ещё до появления сложных молекулярных машин — рибосом.
«Мы сделали первый шаг в сторону ответа на вопрос, откуда взялась сама жизнь», — признаётся руководитель исследования Мэттью Пауэр (Matthew Powner), научный сотрудник из департамента химии UCL.
Результаты исследования
Сегодня каждая живая клетка производит белки при помощи рибосом — колоссальных по сложности структур. Они читают последовательности мРНК и выстраивают аминокислоты в цепочки, формируя белки, без которых невозможна ни одна жизненная реакция. Но в самом начале Земля такой роскоши не имела.
Команда Пауэра (Powner) показала: даже в нейтральной воде и при простых условиях аминокислоты могут прикрепляться к РНК, если «активировать» их с помощью соединений серы — тиоэфиров. Это соединения с высоким энергетическим запасом, которые, как считают многие, играли роль «батареек» в самых ранних биохимических процессах.
Ранее попытки провести подобные реакции срывались: аминокислоты слишком активно реагировали друг с другом, а не с РНК. Здесь же сработал более мягкий, почти «биологичный» метод, вдохновлённый самой природой.
Главный автор работы, Джйоти Сингх (Jyoti Singh), объясняет: «Представьте, что у вас есть набор маленьких молекул — углерод, кислород, азот, сера. Если правильно их сложить, можно получить что-то, способное к самокопированию. Мы продемонстрировали первый кусочек такого конструктора».
Почему это важно
Фактически исследование объединяет две конкурирующие гипотезы происхождения жизни: «мир РНК», где главную роль играла самовоспроизводящаяся РНК, и «мир тиоэфиров», где энергия химических связей в серосодержащих соединениях была движущей силой.
Любопытная деталь: для активации аминокислот использовался пантетин — соединение, которое та же группа год назад уже получила в условиях, близких к земным «первобытным лужам». Это намекает, что нужные элементы действительно могли существовать миллиарды лет назад в ландшафте ранней планеты.
Исследователи подчёркивают, что речь идёт о маленьких молекулярных шагах, невидимых под обычным микроскопом. Реакции отслеживались при помощи масс-спектрометрии и методов магнитного резонанса, показывающих, как именно атомы складываются в структуры.
Заключение
Разгадка происхождения жизни остаётся одной из самых увлекательных и трудных головоломок науки. Работа группы Пауэра (Powner) не даёт окончательных ответов, но подталкивает нас к пониманию, как хаос молекул мог сложиться в первую живую систему.
«Да, впереди масса преград, — признаётся учёный. — Но именно происхождение белкового синтеза остаётся, пожалуй, самым захватывающим и трудным вопросом».
Литература
- Jyoti Singh, Benjamin Thoma, Daniel Whitaker, Max Satterly Webley, Yuan Yao, Matthew W. Powner. Thioester-mediated RNA aminoacylation and peptidyl-RNA synthesis in water. Nature, 2025; 644 (8078): 933 DOI: 10.1038/s41586-025-09388-y