Ученые открыли химическую реакцию, которая может стать "недостающим звеном" в объяснении, как зародилась жизнь на Земле около 4 миллиардов лет назад, пишет The Independent.
Все живые организмы содержат рибонуклеиновую кислоту (РНК) - ключевую молекулу, выполняющую критически важные функции: от считывания генетической информации до помощи в построении белков из простых аминокислот.
Однако процесс присоединения РНК к аминокислотам - аминоацилирование РНК - до сих пор не был экспериментально зафиксирован в среде, которая соответствовала бы условиям ранней Земли. В исследовании же ученых из Университетского колледжа Лондона описан эксперимент, позволивший соединить аминокислоты с РНК в воде с нейтральным pH - среде, которая напоминала условия существования Земли во время формирования жизни.
Прикрепив аминокислоты к химической группе тиоэфиров, содержащей серу (это соединение также существовало на Земле, когда формировалась жизнь), ученые наблюдали, как молекулы спонтанно и избирательно взаимодействуют с РНК. Естественная структура РНК даже направляла аминокислоты к концу цепи - именно туда, где они должны были бы быть для дальнейшего синтеза белка.
"Молекулы РНК передают информацию между собой чрезвычайно эффективно и предсказуемо, но РНК сама по себе не взаимодействует с аминокислотами, которыми она должна управлять при синтезе белков. Поэтому вопрос, как и почему эти две молекулы впервые объединились, оставался открытым и нерешенным в течение десятилетий", - пояснил один из ведущих авторов исследования Мэттью Пауэр.
Исследователи заявили, что их работа помогла соединить две разные теории происхождения жизни на Земле - "мир РНК" и "мир тиоэфиров", каждая из которых объясняла, какое именно соединение первым запустило процессы, приведшие к жизни.
"Мы выяснили интересную вещь: если объединить эти две концепции, они становятся больше, чем сумма своих частей. Оба подхода - и мир РНК, и мир тиоэфиров - могут быть правильными и взаимодополнять друг друга, обеспечивая различные составляющие, необходимые для построения клетки", - пояснил Пауэр.
Предыдущие попытки воспроизвести эту реакцию были неудачными: иногда аминокислоты реагировали между собой вместо РНК, а иногда процесс разрушался из-за нестабильных условий в водной среде. В будущем на основе этой базовой реакции ученые планируют попытаться создать структуры, способные к самовоспроизведению.
"Представьте день, когда химики смогут взять простые маленькие молекулы - атомы углерода, азота, водорода, кислорода и серы - и из этих "LEGO-деталей" построить молекулы, способные к саморепликации. Это был бы огромный шаг в решении вопроса происхождения жизни", - отметила ведущий автор исследования Джйоти Сингх.
По ее словам, это исследование приближает нас к этой цели, демонстрируя, как два первобытных "химических LEGO-элемента" (активированные аминокислоты и РНК) могли образовывать пептиды - короткие цепи аминокислот, которые необходимы для жизни.
Команда ученых считает, что такая реакция вполне могла происходить в ранних водоемах. По мнению экспертов, этот прорыв может когда-то стать фундаментально новым разделом в изучении зарождения жизни.
"Остается еще много фрагментов, которые нужно сложить в гигантский пазл происхождения жизни на нашей планете, но наука уже нашла очень важную и идеально подходящую часть", - сказал биофизик и философ Кепа Руис Миразо из Университета Страны Басков.
Ранее УНИАН писал, что в мантии Земли нашли огромное хранилище, в котором воды больше, чем во всех океанах. Ученые выяснили, что на глубине около 640 км существует гигантский резервуар, вода в котором находится не в жидком состоянии, а в связанной форме - "спрятана" в структуре минерала рингвудита, который существует только при высоком давлении, формируется на глубинах 520-660 км и имеет особую кристаллическую решетку, способную фактически сохранять воду в твердом состоянии.
Это открытие ставит под сомнение традиционную теорию о том, что вода на Землю попала с комет. Вместо этого оно свидетельствует, что внутренний водный резервуар существовал еще с момента формирования планеты.
