NatCom: одно свойство РНК могло запустить зарождение жизни на Земле
Ученые из Университета Буффало выяснили, что РНК могла концентрироваться в отдельных «каплях» до появления первых клеток — это могло стать одним из этапов зарождения жизни. В экспериментах РНК собиралась в такие структуры при температуре примерно на 10°C ниже, чем ДНК. Исследование опубликовано в Nature Communications.
До появления первых клеток у молекул не было оболочки, которая удерживала бы их вместе. По словам ученых, это создает одну из главных загадок происхождения жизни: неизвестно, как хрупкие молекулы могли собираться в достаточной концентрации, чтобы вступать в химические реакции.
Эксперименты показали, что РНК может решать эту проблему, самостоятельно формируя концентрированные капли в соленой воде. Исследователи сравнили одинаковые по последовательности молекулы РНК и одноцепочечной ДНК и обнаружили неожиданную разницу: РНК начинала образовывать капли примерно на 10°C ниже, чем ДНК. В одном эксперименте разрыв достиг 15°C.
«Причина скрывается в крошечной химической детали. РНК и ДНК отличаются строением сахара всего одной дополнительной группой с атомом кислорода. Она позволяет РНК иначе взаимодействовать с ионами магния и молекулами воды. В результате цепочки РНК легче сближаются и объединяются в капли», – объяснили исследователи.
Некоторые из этих капель при определенных условиях превращались в гель: молекулы внутри образовывали плотную сеть и переставали свободно перемещаться. В отличие от обычных жидких капель, такое состояние не всегда исчезало после охлаждения. По мнению ученых, подобная структура могла бы дополнительно защищать РНК от неблагоприятной среды.
Результаты соотносятся с гипотезой «мира РНК», согласно которой на ранних этапах эволюции эта молекула могла одновременно хранить генетическую информацию и участвовать в химических реакциях.
Исследование пока не доказывает, что такие капли действительно существовали на молодой Земле. Однако ученые хотят выяснить, способны ли они не просто сохранять РНК, а запускать внутри себя биохимические реакции. В перспективе это может помочь понять, как от отдельных молекул возникли первые подобия клеток — еще до появления мембран.
Ранее физики нашли неожиданную причину зарождения жизни на Земле.
???? Самое важное в одном месте — «Газета.Ru» теперь и в MAX.