Чтобы понять о чем идет речь, давайте вспомним классическую дилемму «курицы и яйца», но только только поместим ее в контекст истории, которая началась около четырёх миллиардов лет назад

В современной клетке ДНК метафорически хранит чертежи, а белки выполняют всю работу. Но для того чтобы этот конвейер вообще заработал, нужны и те и другие одновременно. Так откуда же взялась самая первая в истории жизни шестерёнка?

Эту философскую проблему уже полвека пытается решить гипотеза «мира РНК». Она состоит в том, что в самом начале некие загадочные молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК) были и универсальными строителями, и хранителями информации «в одном флаконе».

Проблема этой красивой идеи до самого последнего времени была лишь в том, что никому не удавалось найти достаточно маленькую молекулу РНК, которая могла бы выполнять главное условие для старта жизни — размножать саму себя. Все найденные в лабораториях образцы были довольно большими (150–300 строительных блоков*), поэтому вероятность их случайного возникновения в первичном бульоне была сопоставима с пресловутой сборкой «Боинга» ураганом.

*Нуклеотидных оснований.

Но так продолжалось лишь до недавнего времени. Буквально пару месяцев назад мы уже писали (в закрытой части паблика) про открытие команды из Лаборатории молекулярной биологии Медицинского исследовательского совета в Кембридже. Вместо того чтобы пытаться синтезировать длинные цепи, ребята создали искусственный «суп» из триллиона случайных коротких последовательностей РНК и устроили им своеобразную эволюционную гонку на выживание.

В течение 11 раундов жёсткого отбора они вылавливали те редкие варианты, которые умели соединять между собой маленькие кирпичики — тринуклеотидные трифосфаты (то есть готовые блоки по три буквы генетического кода). И после всех мытарств на свет появилась победительница по имени Quite Tiny 45, или сокращённо QT45.

Её длина — всего 45 нуклеотидов, то есть она почти в четыре раза меньше любого известного ранее полимеразного рибозима (это такой РНК-фермент, умеющий достраивать РНК-цепочки). И эта крошка не просто умеет что-то там собирать — она приблизилась к главному — к саморепликации то бишь к воспроизведению самой себя.

В ходе экспериментов QT45 продемонстрировала следующее. В растворе, имитирующем условия замерзающего водоёма на ранней Земле, она может построить свою комплементарную нить (зеркальную копию исходной последовательности), а затем, в отдельной реакции, используя эту копию как шаблон, воссоздать себя заново.

Каждый шаг занимает около 72 дней, а выход продукта составляет примерно 0,2 процента, что для химии звучит убого, но для эволюции это уже настоящий прорыв. Точность копирования при этом — 94,1 процента на каждый строительный блок, то есть ошибки возникают, но не слишком часто, что позволяет механизму естественного отбора в принципе работать.

Исследователи признают: до полноценного автокаталитического цикла, когда QT45 размножалась бы сама, без подсказок и дополнительных ингредиентов от исследователей, ещё далеко. Потребовались некоторые лабораторные ухищрения, вроде подачи заранее подобранного набора из 13 определённых тринуклеотидов и одного гексамера (последовательности из шести букв). Однако сам факт, что столь сложная задача решается молекулой микроскопических размеров, переворачивает прежние представления.

Нельзя не упомянуть, что есть у этой истории и своеобразный философский «выхлоп». Если природа может обойтись всего 45 нуклеотидными кирпичиками, то «порог жизни» может оказаться куда ниже, чем думали раньше. А это значит, Вселенная может быть буквально наводнена планетами, где жизнь возникла ровно по тому же (простому) рецепту.

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: vk.com

Комментарии: