Ученые из Университет Цукубы представили новые данные о существовании самовоспроизводящихся РНК в экстремальных условиях, что может существенно изменить представления о происхождении жизни на Земле. Несмотря на то что генетический материал большинства организмов представлен ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислотой), существуют формы жизни и инфекционные агенты, использующие РНК в качестве носителя информации. К таким системам относятся РНК-вирусы и вироиды — крайне простые инфекционные молекулы, способные к самовоспроизведению.
Подобные РНК-репликаторы давно рассматриваются как важные объекты для изучения ранних этапов эволюции жизни. Однако до сих пор ученые имели ограниченное представление о том, насколько широко они распространены в различных экосистемах и каково их реальное разнообразие. Особенно малоизученными оставались экстремальные среды, такие как горячие источники с высокими температурами.
Ранее исследовательская группа уже обнаружила необычный РНК-вирус в экосистеме горячего источника. В новой работе ученые решили расширить этот поиск и сосредоточились на выявлении других типов самовоспроизводящихся РНК в аналогичных условиях. В результате им удалось обнаружить новый тип кольцевой РНК, функционирующей как репликон, внутри микробного сообщества горячего источника.
Анализ показал, что найденная молекула значительно отличается от всех ранее известных кольцевых РНК на уровне нуклеотидной последовательности. Это позволило отнести ее к совершенно новой эволюционной линии. При этом она сохраняет общий структурный элемент — характерную белковую укладку, которая встречается у других известных кольцевых РНК-репликонов, что указывает на возможное общее происхождение или функциональное сходство.
Используя новую РНК в качестве эталона, исследователи провели анализ открытых генетических баз данных. Результаты показали, что разнообразие кольцевых РНК-репликонов значительно шире, чем считалось ранее. Это свидетельствует о том, что подобные молекулы могут быть гораздо более распространенными и играть более важную роль в экосистемах, включая экстремальные среды.
Полученные данные дают убедительные доказательства того, что разнообразные самовоспроизводящиеся РНК способны существовать даже в условиях высоких температур. Работа расширяет представления об экологических границах РНК-репликации и открывает новые перспективы для изучения эволюции и ранней истории биологических систем.
Исследование в журнале Nature Communications.