Через стакан воды – к истокам жизни на Земле

Загадка происхождения жизни на Земле год от года теряет элементы своей таинственности. Так, на днях итальянские биохимики продемонстрировали, что длинные цепочки молекул РНК могут образовываться из более простых элементов в обычной теплой воде. Приподнимет ли это открытие завесу тайны над зарождением жизни? Свое мнение по этому вопросу «Правде.Ру» высказал доктор биологических наук Андрей Белашев.

Многие ученые придерживаются мнения, что первой биологической молекулой была рибонуклеиновая кислота (РНК), которая сформировалась раньше, чем ДНК и различные протеины. Но эта уверенность подтачивается тем фактом, что попытки воссоздать РНК в лабораторных условиях из пребиотических молекул пока проходят с незначительными успехами.

Невозможность воссоздать процесс, протекавший на нашей планете много миллиардов лет назад, ставила под сомнения если не сам факт зарождения жизни непосредственно на Земле, то, по крайней мере, представление о том, как это происходило.

Однако группа итальянских ученых во главе с профессором молекулярной биологии Римского университета Эрнесто Ди Мауро обнаружила, что молекулы циклических нуклеотидов могут сливаться вместе и образовывать полимеры из более чем 10 элементов в обычной воде при температуре 40-90 градусов Цельсия.

Циклические нуклеотиды очень похожи на те молекулы, из которых формируются детали РНК и ДНК. Однако есть и отличия: нуклеотиды обладают дополнительной химической связью и могут образовывать очень крупные соединения, имеющие форму кольца.

Благодаря этой связи они гораздо быстрее и проще вступают в химическое соединение с другими молекулами, поэтому во время эксперимента ученым удалось создать цепочку из 100 элементов всего за 200 часов. Условия, в которых проводился эксперимент, были очень похожи на те, что существовали на нашей планете миллиарды лет назад. Предположительно, температура воды в то время могла колебаться в достаточно широком диапазоне, но при этом всегда оставалась теплой.

Хотя выбор циклических нуклеотидов в качестве модели для испытания не совсем соответствует теории о возникновении жизни на Земле, их отличие от ДНК-формирующих молекул заключается лишь в скорости, с которой они вступают в реакцию с другими соединениями. Кроме того, как было доказано ранее, все пребиотические молекулы образовывались схожим образом из практически одних и тех же химических соединений, вроде формамида.

Итальянские биохимики уверены, что им удалось не только воспроизвести самые первые шаги зарождения органической жизни, но и присутствовать при формировании первых битов генетической информации.

О том, является ли открытие Ди Мауро и его коллег серьезным прорывом на пути к истокам земной жизни, корреспондент «Правды.Ру» поговорил с доктором биологических наук, сотрудником Института молекулярной генетики РАН Андреем Беляшевым:

- Можно с уверенностью сказать о том, что итальянцы действительно воспроизвели процесс образования РНК. Все предыдущие попытки ограничивались робким проникновением в теорию, знакомством с пребиотическими химическими реакциями, но не приносили видимого результата.

Очень интересно, что с лабораторной точки зрения они пошли, пожалуй, самым простым путем и воспроизвели условия, которые не только могли быть на Земле четыре миллиарда лет назад, но которые можно найти и сейчас, в современном мире, например, в зонах вулканической активности.

С другой стороны, циклические нуклеотиды все-таки отличаются от органических молекул, участвующих в формировании частей РНК и ДНК. Можно допустить, что выбор исходных молекул лишь ускоряет процессы реакции, но не привносит в нее никаких отличий. Но в этом надо еще убедиться.

Мне кажется, что опубликованные результаты можно считать лишь промежуточными. Скорее всего, за ними последует еще ряд экспериментов, которые в результате приведут к возможности полностью воспроизвести процесс возникновение молекул РНК от начала до конца.

И конечно же главным достижением этого открытия можно считать сам факт того, что в теории о зарождении жизни появились выраженные практически доказательства. До недавнего времени это было главным отставанием в аргументах представителей биохимии, оппонирующих сторонникам идеи внеземного происхождения жизни.