|
Воспроизвели самую раннюю форму жизни в лаборатории
|
|
|
|
Ученые на протяжении нескольких поколений работали над разгадкой тайн того, как зародилась жизнь на Земле, и одна из ранее второстепенных теорий только что получила широкое распространение. Теория "Мира РНК" гласит, что так называемый первичный бульон ранней Земли изобиловал одноцепочечной сестринской РНК Днк, которая несет инструкции по поддержанию жизни. Теперь команда исследователей из Института Солка раскрыла важнейшую часть этой головоломки и даже собрала ее в лаборатории: малоизвестный, но важный класс молекул, называемых рибозимами РНК-полимеразы. Рибозимы РНК-полимеразы изучены недостаточно хорошо, но ученые теперь подозревают, что эти вещества позволили РНК не просто реплицироваться, но и фактически эволюционировать в геле и навозе ранней планеты. Несмотря на то, что о рибозимах РНК-полимеразы известно мало, ученые знают, что они могут копировать нити РНК. В лабораторных экспериментах ученые показали, что это не все, на что они способны. Очевидно, они также могут эволюционировать.
|
|
|
|
Их эксперименты показали, что рибозимы РНК-полимеразы могут не только копировать РНК, но и совершенствоваться в этом. Со временем, как они наблюдали, рибозимы РНК-полимеразы, сконструировавшие копии самих себя, также могли копировать РНК. И копии были не только функциональными, но и на самом деле они стали лучше копировать РНК - тот же самый вид эволюции, описанный Чарльзом Дарвином. Как описал эволюцию Дарвин, чем "приспособленнее" организм, тем больше вероятность того, что он будет воспроизводить и передавать свой генетический материал. Он не знал о ДНК, но ДНК - это способ передачи генов. Новый эксперимент предполагает, что, возможно, в мире РНК происходила своего рода эволюция. Поскольку определенные рибозимы РНК-полимеразы стали лучше копировать РНК, вероятность того, что они останутся и продолжат выполнять свою роль, возросла. Более низкокачественные, с другой стороны, копировали РНК менее надежно, и их последовательности отдалялись, становясь более случайными на протяжении нескольких этапов эволюции.
|
|
|
Возможно, даже не было ДНК, которую можно было бы передать, но эволюция происходила, говорят авторы нового исследования. "Мы преследуем зарю эволюции", - сказал в своем заявлении старший автор исследования и президент Salk Джеральд Джойс. "Раскрывая эти новые возможности РНК, мы раскрываем потенциальное происхождение самой жизни и то, как простые молекулы могли проложить путь к сложности и разнообразию жизни, которые мы наблюдаем сегодня". Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. В конце концов, РНК объединилась, образовав более знакомую двухцепочечную структуру ДНК, что дало начало одноклеточным организмам, а затем и более сложным формам жизни. Все это всего лишь теории, поскольку мы никогда не сможем вернуться к началу существования планеты и подтвердить, с чего все началось. Но создание рибозимов РНК-полимеразы в лаборатории и наблюдение за тем, как они помогают РНК эволюционировать, придает вес теории мира РНК, потому что показывает, что теоретически это было возможно.
|
|
|
|
РНК подобна одноцепочечной версии ДНК, и она содержит фрагменты генетического материала, которые клетки используют для общения. Белки, основные материалы живых существ, сконструированы с использованием инструкций, содержащихся в РНК. Это невоспетый герой жизни. Это всегда работает, и мы бы умерли без этого, но ДНК, как правило, отдает должное. "Мы долго задавались вопросом, насколько простой была жизнь в ее начале и когда она обрела способность начать самосовершенствоваться", - сказал автор первого исследования Николаос Папаставру, научный сотрудник лаборатории Джойса. "Это исследование предполагает, что начало эволюции могло быть очень ранним и очень простым. Что-то на уровне отдельных молекул могло поддерживать дарвиновскую эволюцию, и это могло стать той искрой, которая позволила жизни стать более сложной, перейдя от молекул к клеткам и многоклеточным организмам".
|
|
|
|
Источник
|
