Изображение Эльфи Чанга, полученное с помощью микроскопа, автор Джеймс Аттуотер.
Более короткий путь к возникновению жизни
Ранее известные молекулы РНК, обладающие способностью к копированию, состояли из 150–200 нуклеотидов или более — они были слишком большими, чтобы возникнуть спонтанно в химических условиях ранней Земли. Компактный размер QT45 меняет ситуацию.
«Они не могут возникнуть из первичного бульона», — сказал о более крупных молекулах Джеральд Джойс, химик из Института биологических исследований Солка и пионер гипотезы мира РНК. Новая версия, размером примерно в треть от предыдущих, делает спонтанное появление «по крайней мере возможным. Это большой прорыв».
Команда обнаружила QT45, создав пулы примерно из одного триллиона случайных последовательностей РНК и отобрав те, которые обладают активностью копирования РНК. В результате многократных раундов лабораторной эволюции появился QT45 — функциональный рибозим, работающий в слабощелочной воде чуть выше точки замерзания.
Холодные условия и медленный прогресс
Условия замерзания были намеренными. Когда вода начинает замерзать, она концентрирует нуклеотиды и другие строительные блоки синтеза РНК в крошечных заполненных раствором каналах внутри льда, одновременно уменьшая количество жидкой воды, которая ускоряет деградацию РНК.
В этих условиях QT45 синтезирует свою комплементарную цепь с точностью 94,1% на нуклеотид, хотя процесс занимает примерно 72 дня. Исследователи пока не смогли добиться одновременного протекания обеих реакций в одной и той же среде.
«Впервые у нас есть РНК, которая может реплицировать саму себя и свою кодирующую цепь, что составляет две фундаментальные реакции самовоспроизведения», — заявил Холлигер.
Значение для исследований происхождения жизни
Эти открытия подтверждают гипотезу мира РНК, согласно которой молекулы РНК, способные одновременно хранить генетическую информацию и катализировать химические реакции, предшествовали ДНК и белкам в эволюции жизни.
«Наиболее примечательным аспектом этого открытия является идентификация олигомера РНК умеренного размера с последовательностью, обладающей способностью к самосинтезу», — сказал Закари Адам из Висконсинского университета в Мадисоне.
Джек Шостак из Чикагского университета, чьи более ранние работы помогли заложить основы этой области, обозначил следующую задачу: «проверить, можно ли сделать эту или аналогичную систему достаточно эффективной, чтобы действительно наблюдать повторяющиеся циклы репликации».
Комментариев нет:
Отправить комментарий