Ученые приблизились к пониманию одной из фундаментальных загадок нашего мира — зарождения жизни. Согласно гипотезе мира РНК, жизнь возникла, когда молекулы обрели способность к самовоспроизведению. Теперь исследователи обнаружили молекулу РНК, обладающую почти полным самовоспроизведением. Филипп Холлигер из Кембриджа считает, что это открытие подтверждает возможность самосборки жизни при наличии подходящих условий.
Ранее считалось, что самореплицирующиеся структуры должны быть массивными и сложными, что затрудняет их копирование. Команда Холлигера выбрала иной подход: они искали среди простых форм, сгенерировав триллионы случайных последовательностей нуклеотидов разной длины. Из этого огромного множества были отобраны три наиболее перспективные последовательности, способные соединять части. Подвергнув их искусственной эволюции, ученые получили молекулу QT45 длиной всего 45 нуклеотидов.
Эксперименты показали, что в щелочной воде при температуре немного выше нуля QT45 использует нити РНК как матрицу для создания новой цепочки. Она соединяет короткие фрагменты из 2-3 нуклеотидов, формируя комплементарную нить. Хотя процесс пока медленный, впервые молекула продемонстрировала способность создавать как свою зеркальную копию, так и саму себя. Холлигер отметил, что это первая РНК-молекула, способная производить себя и свою кодирующую нить, что является ключевым компонентом саморепликации.
Исследователям еще предстоит добиться одновременного протекания обеих реакций в одном сосуде. В планах — дальнейшая эволюция молекулы и эксперименты с циклами замораживания-оттаивания. Предполагается, что при полноценном самокопировании система станет самооптимизирующейся благодаря ошибкам в копировании, приводящим к появлению новых вариаций, из которых выживут наиболее приспособленные. Коллеги из других университетов назвали эти результаты значительным прорывом.
Специалисты подчеркивают невероятную сложность поиска такой рабочей последовательности среди астрономического числа возможных комбинаций. На ранней Земле подобные процессы могли протекать в условиях, схожих с современной Исландией, с доступом к льду и гидротермальной активности. Для зарождения жизни необходимы были циклы замерзания и оттаивания, колебания кислотности, а также изоляция компонентов в мелких водоемах или пузырьках жирных кислот.
В Новой Зеландии нашли пещеру с останками животных возрастом 1 млн лет. А в Боливии обнаружили ранее неизвестный вид певчих птиц.