Ученые раскрыли тайну развития живых клеток на ранней Земле

Американские биохимики из Калифорнийского университета раскрыли механизм возникновения первых клеточных мембран, который сыграл ключевую роль в зарождении жизни на Земле. Результаты их исследований опубликованы в Nature Chemistry.

Фото: Wikimedia Commons by Joelmills, CC BY-SA 2.5

Ученые проверили гипотезу о том, что первые живые клетки должны были иметь барьер, который защищал их содержимое от внешней среды. Поскольку современные мембраны состоят из липидов, исследователи предположили, что их предшественники могли сформироваться из простых молекул.

В ходе эксперимента команда использовала цистеин — аминокислоту, существовавшую на ранних этапах планетарного развития, которая выступала своеобразным "клеем" для молекул.

Объединив цистеин с короткими жирными кислотами, содержащими восемь атомов углерода, биохимики получили липиды с двумя хвостами, которые напоминают структуру современных мембран.

Ученые обнаружили, что некоторые из образовавшихся липидов самостоятельно складывались в сферы, которые они назвали протоклетками. Хотя в этих сферах отсутствовали сложные биологические соединения, они могли стать промежуточным этапом на пути к формированию полноценных клеток.

Кроме того, мембраны протоклеток образовывали двойной слой, и сами сферы проявляли способность к захвату других молекул, что создавало условия для дальнейшего развития. Эти протоклетки оказались устойчивыми и могли выдерживать воздействие магния и кальция — ионов, которые, как предполагается, были широко распространены на ранней Земле.

Уточнения

Кле́тка (лат. cellula, греч. κύτος) — структурно-функциональная элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов (кроме вирусов, о которых нередко говорят как о неклеточных формах жизни), обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию.