Новая РНК увеличивает вероятность спонтанного зарождения жизни
Молекула рибонуклеиновой кислоты (РНК), известная как Quite Tiny 45 (QT45), продемонстрировала способность к аутопоэзису, что подтверждает гипотезу о РНК-мире, предполагающую ключевую роль РНК в зарождении жизни. Это открытие представляет собой значительный прорыв в понимании фундаментальных биохимических процессов, лежащих в основе возникновения и эволюции жизни.
QT45, созданная исследовательской группой из Лаборатории молекулярной биологии Совета по медицинским исследованиям Великобритании, является полимеразным рибозимом — молекулой РНК, обладающей ферментативной активностью. Рибозимы способны катализировать химические реакции, включая синтез новых РНК-молекул на основе комплементарных генетических шаблонов. Репликация QT45 состоит из двух этапов: клонирования комплементарной цепи и синтеза собственной молекулы на основе полученной матрицы. Благодаря своей простоте и компактности, QT45 обладает потенциалом для дальнейшей эволюции в более сложные формы жизни.
Способность QT45 к саморепликации открывает новые перспективы для изучения начальных этапов биологической эволюции и механизмов возникновения жизни. Биохимик Эдоардо Джанни отмечает, что данное исследование значительно расширяет наше понимание начальных стадий биологической эволюции и фундаментальных молекул, лежащих в основе биологических систем. Ранее считалось, что саморепликационные свойства присущи исключительно белкам. Однако экспериментальные данные убедительно демонстрируют, что молекулы РНК также могут автокаталитически воспроизводиться. Тем не менее, вопрос о спонтанном формировании РНК в условиях первобытного океана остается предметом дискуссий.
Для синтеза молекулы QT45 исследователи разработали экспериментальную систему, включающую триллионы случайных коротких РНК-последовательностей. Эта система имитировала условия, характерные для холодных луж, и тестировалась на способность к копированию и синтезу строительных блоков РНК. В результате был идентифицирован рибозим QT45. Дальнейшие исследования показали, что QT45 способна синтезировать не только свои молекулы, но и другие РНК-шаблоны возрастающей сложности в течение 72 дней в оптимальных условиях.
QT45 доказала свою способность выполнять два наиболее сложных этапа процесса саморепликации, однако полный цикл этого процесса до сих пор не завершен. Учёные активно работают над оптимизацией скорости и эффективности данного процесса, что открывает перспективы для дальнейших исследований.
Эти открытия существенно углубляют наше понимание механизмов возникновения жизни на Земле и предоставляют значительное подтверждение гипотезы о РНК-мире. Они также имеют важное значение для астробиологии, так как знание о процессах трансформации простых химических соединений в живые организмы может быть использовано для поиска аналогичных процессов на других небесных телах. Джанни подчеркивает, что данное открытие имеет ключевое значение для оценки вероятности спонтанного возникновения жизни на других планетах, что, в свою очередь, может пролить свет на распространенность жизни во Вселенной, сообщает progorodsamara.ru.
