Ученые, возможно, обнаружили недостающее звено жизни

Ученые из Университета Хиросимы в Японии считают, что они могут быть решены одна из наиболее устойчивых тайн науки - а именно, как возникла жизнь из неживой материи в начале цикла развития Земли.

В новой статье, опубликованной в журнале Nature Communications, исследователи подробно описывают, как они создали самовоспроизводящиеся протоклетки в лаборатории. Они считают, что это придает вес гипотезе химической эволюции, которая была впервые предложена в 1920-х годах. В нем говорится, что “сначала жизнь возникла из образования макромолекул из простых небольших молекул, и эти макромолекулы образовали молекулярные сборки, которые могли размножаться“, - пояснил в заявлении для прессы первый автор исследования Мунеюки Мацуо.

Исследователи Хиросимы специально намеревались исследовать происхождение молекулярных ансамблей, которые разрастаются из небольших молекул, поскольку они оставались загадкой с тех пор, как была впервые выдвинута гипотеза о сценарии химической эволюции. В заявлении для прессы Хиросимского университета Мацуо назвал их "недостающим звеном между химией и биологией в происхождении жизни".

Для своего исследования исследователи стремились воссоздать эти пролиферирующие протоклетки в лаборатории. Во-первых, они создали новую небольшую молекулу из производных аминокислот, которая сама собиралась в примитивные клетки. Его добавляли в воду комнатной температуры при нормальном атмосферном давлении для наблюдения в течение определенного периода времени.

Исследователи обнаружили, что молекулы были организованы в пептиды, а затем спонтанно образовывали капли. Добавляя больше аминокислот, ученые наблюдали, как эти капли увеличиваются в размере, а затем делятся - процесс, сравнимый с самовоспроизведением биологических клеток.

"Создавая капельки пептидов, которые размножаются, питаясь новыми производными аминокислот, мы экспериментально выяснили давнюю тайну того, как предки пребиотиков могли размножаться и выживать, избирательно концентрируя химические вещества пребиотиков", - говорит Мацуо. "Наши результаты показывают, что капли стали эволюционирующими молекулярными агрегатами, один из которых стал нашим общим предком". Более того, во время эксперимента некоторые капли также концентрировали нуклеиновые кислоты, несущие генетическую информацию.

Хотя результаты не позволяют однозначно сказать нам, как возникла жизнь на ранней Земле, они придают вес гипотезе химической эволюции и предлагают научному сообществу дальнейшие направления исследований. Ученые также проверили гипотезу РНК, которая гласит, что молекулы РНК были первыми самовоспроизводящимися молекулами и в конечном итоге привели к возникновению жизни на Земле. Между тем, другие направления исследований предполагают, что астероиды, возможно, принесли на Землю необходимые компоненты для жизни - в июле исследователи из Юго-Западного исследовательского института США заявили, что их результаты показали, что астероиды размером с город когда-то падали на Землю гораздо чаще, чем считалось ранее, что придает вес этой конкретной гипотезе. Затем исследователи Хиросимы намерены продолжить исследования аминокислот, чтобы получить больше знаний о том, как могла возникнуть жизнь на Земле.