Scisne?

Жизнь могла появиться из глины

Комментарии: 0
На заре всего сущего частицы глины могли сыграть роль гидрогеля-концентратора, который впитывал реакционную смесь с биомолекулами, не давая им разбредаться по бескрайним просторам древнейших водоёмов.

Любая дискуссия о происхождении жизни на Земле сводится к двум главным вопросам: первый — как молекулы научились копировать сами себя, и второй — как такие молекулярные комплексы научились собираться вместе. (Разумеется, эти вопросы возникают в том случае, когда мы говорим о химической эволюции, то есть не рассматриваем в качестве источника жизни ни инопланетян, ни метеорит с «семенами».) Насчёт самих биомолекул исследователи вроде бы пришли к согласию, что предки биомолекул вполне могли возникнуть из неорганических веществ, и теперь все выясняют, кто был раньше — белки (или что-то белкоподобное) или же нуклеиновые кислоты.

Однако и белки, и нуклеиновые кислоты представляют собой полимеры, сложенные из множества кирпичиков-мономеров. И чтобы из них получилась большая молекула, эти мономеры должны собраться в одном месте, да ещё желательно, чтобы в этом же месте собрались молекулы, которые обслуживают соответствующие химические реакции. То есть им нужно было что-то, что удерживало бы их от разбредания по всему первичному океану. То есть — нужна была клеточная мембрана или нечто вроде того.

/ax/d1/1/789/JIuHSFri.jpgЕщё до того, как глина стала строительным материалом, она могла быть колыбелью жизни на Земле. (Фото Andrew Aitchison.)

Поэтому исследователям приходится допускать, что в те времена были какие-то липидоподобные молекулы, которые могли бы организовать для других биомолекул камеру-реактор. Однако в последнее время всё чаще появляются сообщения, в которых утверждается, что древнейшие химико-биологические реакции, возможно, не так уж и нуждались в мембранных пузырьках. Например, Дань Ло (Dan Luo) и его сотрудники из Корнеллского университета (США) утверждают, что концентратором для древнейших биомолекул могла служить обычная глина.

Изначально исследователи занимались вовсе не проблемой происхождения жизни: они искали способ повысить эффективность бесклеточных систем синтеза белка. Вместо того чтобы позволить ДНК и обслуживающим её белкам свободно плавать в реакционной смеси, Дань Ло и его коллеги попробовали загнать их в частицы гидрогеля. Этот гидрогель словно губка впитывал реакционную смесь, сорбировал нужные молекулы, и в результате все нужные компоненты оказывались заперты в небольшом объёме — подобно тому как это происходит в клетке.

Однако для использования в промышленных масштабах (а с помощью таких бесклеточных систем можно получать, например, гормоны) гидрогель слишком дорог, и исследователи попытались найти дешёвый заменитель. Таким заменителем, как можно догадаться, и стала глина. Частицы глины оказались похожи на частицы гидрогеля, становясь своеобразными микрореакторами для взаимодействующих биомолекул. Результаты экспериментов готовятся к публикации в Scientific Reports.

Однако, получив такие результаты, исследователи не могли не вспомнить о проблеме происхождение жизни. Частицы глины с их способностью сорбировать биомолекулы могли бы на самом деле послужить самыми первыми биореакторами для самых первых биомолекул, пока те ещё не обзавелись мембранами. Кстати говоря, в пользу такой гипотезы говорит ещё и то, что вымывание силикатов и других минералов из скал с образованием глины началось, по геологическим прикидкам, как раз перед тем, когда, по мнению биологов, древнейшие биомолекулы начали объединяться в протоклетки. То есть по хронологии глина вполне могла помочь жизни встать на ноги.

Впрочем, не будем забывать, что это лишь гипотеза, проверить которую с абсолютной достоверностью сейчас не представляется возможным. Кроме того, есть и другие версии, который могли бы составить ей успешную конкуренцию — вроде той, в которой утверждается, что древние молекулярные машины умели самоконцентрироваться. Однако «глиняная гипотеза», думается, найдёт много сторонников: в некоторых религиях говорится, что первый человек был сотворён из глины, так что у нас тут происходит своеобразное слияние — до какой-то степени — науки с мифом.

Подготовлено по материалам Корнеллского университета. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.

Кирилл Стасевич
06 ноября 2013 год
compulenta
Комментарии: 0