Биология

Жизнь на Земле могла зародиться благодаря «загустителю»

Зарождение жизни в представлении художника

Georgia Tech / Christine He

Американские ученые обнаружили, что необходимым ингредиентом первой жизни на Земле, возможно, стал «загуститель» в океанских водах, способствовавший дублированию молекул ДНК. Открытие дает основание предполагать, что таким образом жизнь могла развиваться не только на Земле. С подробностями исследования можно ознакомиться в журнале Nature Chemistry.

Ученые давно проводят эксперименты в обычных водных растворах, пытаясь воспроизвести процесс зарождения жизни и понять, как предшественники современной ДНК впервые дублировали себя до существования ферментов, необходимых для этого процесса сегодня.

И, кажется, исследователям из Технологического института Джорджии удалось найти ответ на долго мучавший биологов вопрос. Они просто добавили в раствор вязкое вещество-загуститель (из тех, что продается в обычных магазинах), после чего провели эксперименты с ДНК и РНК, обнаружив в результате, что процесс копирования продолжался.

«Я думаю, что наш эксперимент очень отличается от всего того, что было сделано раньше. Мы можем легко менять физическую среду и наблюдать за процессами, которые не произошли бы в обычно используемых условиях», — говорит автор исследования Кристина Хе.

Согласно гипотезе «мира РНК» самая ранняя жизнь была основана именно на молекулах РНК, которые играли роль белков и ДНК в первых живых организмах. В процессе эволюции клеточными процессами стали управлять белки, а ДНК превратилась в хранилище генетической информации. Проблема повторения процесса зарождения жизни заключалась в том, что в обычной воде, без наличия в ней нужных ферментов, длинные цепочки ДНК сворачиваются в спираль настолько быстро, что им не хватает времени согласовать этот процесс с более короткими цепочками.

Вязкость же, как известно, замедляет движение длинных цепочек ДНК, РНК и других полимеров. «Именно эта вязкость дала коротким нуклеотидам время, чтобы они «перешли» на длинную цепочку и вместе составили ее дубликат», — объясняет автор исследования Марта Гровер.

Ученые отмечают, что подобные вязкие среды на Земле могли существовать из-за испарений воды. В таких «лужицах» и происходил процесс репликации нуклеиновых кислот. Данный подход «работает» и с ДНК, и с РНК. Предполагается также, что процесс репликации возможен и с рядом полимеров, в том числе и предшествовавших РНК.