«Первичный бульон» получил доказательство: новая молекула РНК подтверждает, что жизнь могла возникнуть из хаоса

Британские исследователи из Лаборатории молекулярной биологии Совета по медицинским исследованиям совершили значительный прорыв в понимании того, как на Земле могла зародиться жизнь. Им удалось получить небольшую молекулу РНК, получившую название Quite Tiny 45 (QT45), которая в лабораторных условиях продемонстрировала способность выполнять ключевые шаги, необходимые для самовоспроизведения. Это открытие, по мнению ученых, делает гипотезу «мира РНК» гораздо более убедительной.

Гипотеза мира РНК предполагает, что первыми самовоспроизводящимися системами, запустившими эволюцию, были именно молекулы рибонуклеиновой кислоты, а не ДНК или белки. Главным камнем преткновения для этой теории всегда оставался вопрос: как настолько сложные молекулы, способные копировать сами себя, могли возникнуть спонтанно в условиях первобытного «бульона»? Слишком большие и замысловатые цепочки, которые удавалось синтезировать ранее, просто не могли собраться случайно.

QT45 представляет собой полимеразный рибозим — молекулу РНК, которая действует как фермент, ускоряя химические реакции. В ходе экспериментов она успешно копировала свою комплементарную цепь, а затем использовала эту копию как шаблон для воссоздания исходной молекулы. Хотя пока эти два шага происходят по отдельности и не образуют замкнутого цикла, сам факт того, что столь миниатюрная и простая структура способна на подобные действия, является решающим аргументом.

Руководитель исследования, биохимик Эдоардо Джанни, пояснил, что работа дает представление о том, как могли выглядеть самые ранние этапы зарождения жизни. Он подчеркнул, что обнаружение столь небольшой функциональной РНК делает идею о ее спонтанном возникновении в природе значительно более правдоподобной. В отличие от предыдущих, гораздо более крупных лабораторных образцов, QT45 сумела полностью скопировать себя вместе с шаблоном, а не только отдельные фрагменты.

Чтобы получить QT45, ученые применили метод искусственной эволюции: в специально созданных экстремально холодных микросредах они протестировали триллионы случайных коротких последовательностей РНК. После нескольких циклов отбора «выжила» именно QT45. Дальнейшие тесты показали, что в оптимальных условиях эта молекула способна синтезировать саму себя примерно за 72 дня, а также работать с другими, более сложными РНК-шаблонами.

Джанни отметил, что помимо фундаментального научного значения, это открытие важно и для поиска жизни за пределами Земли. Понимание того, как простые химические соединения превращаются в живые системы, позволяет ученым точнее определить, какие именно признаки следует искать на далеких планетах и спутниках. В ближайших планах исследователей — ускорить процесс копирования QT45, который пока занимает слишком много времени, чтобы окончательно воссоздать полный цикл самовоспроизведения, аналогичный природному.

Ранее сообщалось, что ученые впервые заподозрили обнаружение первичной черной дыры.