Ученые выяснили, что одно крошечное химическое отличие РНК от ДНК могло сыграть ключевую роль в зарождении жизни. Благодаря этой «детали» РНК гораздо легче собирается в защитные жидкие капли, концентрируя внутри нужные молекулы. Работа опубликована в журнале Nature Communications (NatCom).
Речь идет о так называемой 2′-гидроксильной группе (2′-OH) — одном атоме кислорода с водородом, который есть у РНК, но отсутствует у ДНК. Ученые Университета Буффало и Принстонского университета в лаборатории сравнивали РНК и одноцепочечную ДНК с практически одинаковыми последовательностями.
Оказалось, что эта маленькая группа сильно меняет поведение молекулы. РНК образовывала капли при температуре примерно на 10 градусов ниже, чем ДНК, крепче взаимодействовала с ионами магния и удерживала вокруг себя меньше молекул воды, из-за чего молекулы РНК легче «слипались» друг с другом при нагреве. Когда же эту группу химически «отключали», способность РНК собираться в капли падала.
Почему это важно? Согласно популярной гипотезе «мира РНК», именно РНК, а не ДНК, была первой молекулой жизни, способной и хранить информацию, и работать как фермент. Образование таких капель-«микрокапель» могло создавать на ранней Земле подобие примитивных «протоклеток» — обособленных капель, где молекулы концентрировались и взаимодействовали. Работа показывает, что даже одна химическая деталь могла дать РНК решающее преимущество на старте жизни.
Вопрос о том, как на безжизненной ранней Земле возникли первые самовоспроизводящиеся молекулы, — одна из величайших загадок науки. Гипотеза «мира РНК» предполагает, что все началось именно с РНК, и образование капель, концентрирующих молекулы, могло стать важным шагом к появлению первых клеток. Работа добавляет к этой картине конкретную химическую деталь.
Ранее ученые впервые пересадили обезьяне выращенный из клеток человека орган.