Ученые воссоздали ключевой момент в возникновении жизни на Земле
Учёные впервые экспериментально воспроизвели ключевой химический процесс, который, как предполагается, мог привести к возникновению жизни на Земле около четырёх миллиардов лет назад. В лабораторных условиях, имитирующих среду ранней Земли, исследователям удалось соединить молекулы РНК и аминокислоты. Это событие считается решающим первым шагом на пути к формированию всех живых организмов.
Эксперимент, проведенный химиками из Университетского колледжа Лондона под руководством Джйоти Сингха, проливает свет на возможное происхождение фундаментальной биологической взаимосвязи между нуклеиновыми кислотами и белками. Современные живые клетки используют сложнейший молекулярный механизм — рибосому — для синтеза белков на основе инструкций, записанных в матричной РНК. Ученым удалось воспроизвести первую часть этого процесса, используя очень простую химию в воде при нейтральном уровне pH.
Ключом к успеху стало применение в качестве посредника тиоэфира — высокоэнергетического и высокореактивного соединения, содержащего серу. Этот выбор был сделан не случайно: тиоэфиры играют важную роль в некоторых биологических процессах и, согласно «гипотезе мира тиоэфиров», были широко распространены в «первичном органическом супе» ранней Земли. В эксперименте тиоэфир обеспечил необходимую внешнюю энергию для соединения аминокислоты с РНК, что стало значительным прорывом, объединяющим две ведущие теории происхождения жизни: «мир РНК» и «мир тиоэфиров».
Как поясняет соавтор работы Мэтью Поунер, понимание истоков синтеза белка фундаментально для решения вопроса о том, откуда произошла жизнь. Данное исследование является важным шагом к этой цели, демонстрируя, как РНК могла впервые начать контролировать сборку протеинов. Хотя до полного понимания возникновения жизни еще далеко, работа показывает, что основные ее «строительные блоки» могли спонтанно и селективно объединяться в условиях ранней Земли.
Следующей задачей ученых будет выяснить, будет ли РНК избирательно связываться с конкретными аминокислотами, что могло бы способствовать возникновению генетического кода. Исследование было опубликовано в научном журнале .