«Первичный бульон», ожививший Землю, сварили в пробирке

Если стечение обстоятельств и состояние окружающей среды смогли породить жизнь, то что мешает воспроизвести это событие в лабораторных условиях? Именно так рассуждают биохимики всего мира, уже не первый год пытающиеся обнаружить в пробирках искру жизни. Очередные эксперименты международной команды ученых увенчалась успехом – исследователям возникновения жизни удалось создать рибонуклеиновую кислоту.

В сущности, биохимикам удалось последовательно провести два удачных опыта, каждый из которых осуществлялся впервые. Сначала они успешно синтезировали из неорганических соединений молекулы, являющиеся строительным материалом РНК, а затем воссоздать саму кислоту. При этом они продвигались к цели через цепочку простейших химических реакций, которые могли бы произойти в обычных условиях.

Молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК) – простейший строительный материал для создания органической жизни. Первые подобные соединения появились на Земле около 3,85 миллиарда лет назад. Согласно распространенной теории РНК являлась основой жизни, долгое время доминируя в процессе эволюции. Дезоксирибонуклеиновая кислота́ (ДНК) появилась лишь позднее, когда сложность организмов возросла и потребовался внутренний «чертеж» для их построения.

Эта теория возникла еще сорок лет назад, но долгое время оставалась недоказанной. Ее достоверность можно было подтвердить только в случае удачного синтеза РНК в лабораторных условиях. Если такой опыт пройдет успешно, значит, ее спонтанное возникновение будет признано возможным, и все гипотезы об инопланетном происхождении жизни на Земле можно отринуть.

У теории РНК-жизни, как и у любой недоказанной версии, было довольно много противников. В настоящее время молекулы рибонуклеиновой кислоты являются лишь «слугами» ДНК – в их задачу входит выработка протеинов и «принуждение» других органических соединений вступать в химические реакции. К этому апеллировали сторонники теории ДНК-жизни, всячески настаивая на вторичности РНК и предполагая, что она свойственна молекуле с первых минут существования.

С другой стороны, на Земле существует целая армия организмов, в составе которых нет и никогда не было ДНК. Это бесчисленное множество полуорганических созданий – вирусов, по праву считающихся самыми древними обитателями Земли.

Эти и множество других фактов (зачастую противоречащих друг другу) превратили поиски источника жизни в головоломку о курице и яйце – ни одна из кислот не могла возникнуть, если бы не существовала вторая. Создание РНК в биохимической лаборатории разрубало этот «Гордеев узел».

Успех исследовательской команды на поприще, где сотни ученых уже безуспешно испытали свои силы, объясняется очень просто. Раньше было принято создавать отдельные компоненты молекулы, чтобы смешать их вместе. «При таком методе синтеза компоненты получаются очень стабильными и абсолютно нейтральными. Они не желали вступать во взаимодействие ни при каких условиях», - объясняет один из участников проекта – англичанин Джон Сазерленд из Манчестерского университета.

В отличие от коллег Сазерленд и его коллега американец Джемс Фэррис из Университета Йорка (США) решили изучить последовательные реакции, добавляя компоненты постепенно. Смешав базовую смесь из нуклеинов с фосфатной группой, они смогли наблюдать формирование молекул, которые, как биохимики предполагают, могли быть основой «первичного бульона». Затем они постепенно добавили сахар и нуклео-основу, в результате чего и сформировалась полноценная РНК-молекула.

«Ключ к разгадке крылся в том, как и в какой последовательности брать и использовать ингредиенты, это все равно, что готовить суфле, - шутит Сазерленд. - Мы просто взяли половину молекул основания, смешали с толикой сахара, добавили еще нуклеинов и так далее».

Его коллега комментирует открытие с долей скептицизма. «Это, без сомнений, шаг вперед, но он еще не дает полную картину зарождения жизни, - говорит Фэррис. - Не так просто помещать компоненты в нужной последовательности, выдерживая соответствующие паузы. В лаборатории всегда можно остановиться, выделить чистый результат эксперимента и перейти к следующему шагу. Но вряд ли такое было возможно в реальных условиях древнего мира».

Павел Урушев