Прошло исследование: молекула РНК может объяснить происхождение жизни на Земле

Исследователи приблизились к пониманию происхождения жизни, изучая гипотезу «мира РНК», согласно которой жизнь возникла тогда, когда молекулы смогли копировать себя. Учёные обнаружили РНК-молекулу, почти способную к такой репликации. Филипп Холлигер из кембриджской Лаборатории молекулярной биологии считает это доказательством того, что при подходящих условиях самосборка жизни возможна.

Ранее предполагалось, что самореплицирующиеся структуры должны быть крупными, но тогда их трудно разворачивать для копирования. Команда Холлигера выбрала другой путь — среди триллиона случайных коротких последовательностей они нашли несколько, способных соединять фрагменты. После серии циклов искусственной эволюции удалось получить молекулу QT45 длиной 45 нуклеотидов.

Эксперименты показали, что в щелочной среде при низкой температуре QT45 использует нити РНК как шаблон. Она соединяет короткие цепочки нуклеотидов и создаёт комплементарную нить. Процесс идёт медленно, но впервые удалось наблюдать, как молекула формирует свою копию и нить, на которой основано её собственное кодирование. Холлигер отметил, что эти две реакции составляют основу саморепликации.

Учёные пока не смогли запустить обе реакции одновременно, но планируют продолжить эволюцию QT45 и исследовать циклы замораживания и оттаивания. Они считают, что при полном запуске система начнёт самооптимизироваться: ошибки копирования создадут множество вариантов, из которых будут сохраняться наиболее устойчивые. Коллеги уже назвали результаты серьёзным шагом вперёд.

Специалисты подчёркивают, насколько сложно найти работающую последовательность среди огромного числа возможных комбинаций. Они предполагают, что на ранней Земле такие процессы могли происходить в условиях, похожих на современные геотермальные районы Исландии, где сочетались лед, перепады кислотности и небольшие «карманы» воды, необходимые для начального этапа формирования жизни.