Ученые из Университетского колледжа Лондона (UCL) совершили значительный шаг в понимании происхождения жизни на Земле. В лабораторных условиях химикам удалось воспроизвести процесс, который мог происходить на нашей планете около четырех миллиардов лет назад, — соединение РНК и аминокислот, необходимое для образования первых белков, пишет ScienceAlert.
Исследование, опубликованное в журнале Nature, показывает, что в «первичном бульоне» молекулы РНК и аминокислоты могли связываться благодаря высокоэнергетическому соединению — тиоэфиру. Этот процесс стал бы основой для последующего развития механизма синтеза белков, без которых невозможно существование живых организмов.
«Нам удалось реализовать первый этап сложного процесса синтеза белка с помощью простой химии в воде при нейтральном pH. Это демонстрирует, как РНК могла впервые начать управлять созданием белков», — отметил ведущий автор исследования, химик Мэттью Пауэр.
В современной биологии белки синтезируются с помощью рибосомы, сложного молекулярного «завода», который считывает генетические инструкции из РНК и соединяет аминокислоты в цепочку. В новом эксперименте ученые показали, что зарождение этого процесса могло начаться спонтанно в примитивных условиях.
Особое значение имеет то, что исследование объединило две популярные гипотезы происхождения жизни: «мир РНК», где именно РНК считалась ключевой молекулой, и «мир тиоэфиров», предполагающий, что именно тиоэфиры были источником энергии для первых реакций.
По словам соавтора работы Джоти Сингх, следующий шаг — выяснить, может ли РНК избирательно связывать определенные аминокислоты, что стало бы основой для формирования генетического кода.
«Наш эксперимент показал, как два примитивных химических „кирпичика“ — активированные аминокислоты и РНК — могли объединяться для создания пептидов, коротких цепочек аминокислот, необходимых для жизни», — подчеркнул Сингх.
Таким образом, исследование не только приближает науку к разгадке тайны происхождения жизни, но и объединяет разные теории в единый сценарий возникновения первых биологических систем на Земле.