Новости химической науки > Еще один шаг к воссозданию мира РНК

Исследователи из США создали искусственную химическую систему, способную к проявлению ряда свойств живых систем – неограниченному самовоспроизведению, изменению и выживанию наиболее приспособленных.

Исследователи уверяют, что их бесконечно воспроизводящиеся РНК-катализаторы помогут не только приблизиться к пониманию происхождения жизни на Земле, но и получить искусственную жизнь в лабораторных условиях.

Пары РНК (красная и голубая) являются шаблонами для синтеза друг друга. (Рисунок из Science, 2009, DOI: 10.1126/science.1167856)

Система, созданная Джеральдом Джойсом (Gerald Joyce) и Трейси Линкольном (Tracey Lincoln) из Исследовательского Института Скриппса, состоит из перекрестно реплицирующихся пар рибозимов, каждый из которых собирается из четырех олигонуклеотидных строительных блоков, взаимно катализирующих синтез друг друга. Эксперимент был предназначен для проверки гипотезы Мира РНК, предполагающей, что жизнь на основе ДНК эволюционировала из системы, в которой РНК одновременно играла две роли – хранилища информации (подобно ДНК современных живых систем) и катализатора биологических процессов (как ферменты в современных живых системах).

Ранее исследователи уже проявляли интерес к синтетическим реплицирующимся системам подобного типа, однако изученные прежде системы недостаточно полно подражали биологическим системам, в конечном итоге прекращая процесс репликации. Такая остановка может происходить благодаря отравлению катализатора, вызванному слишком прочным взаимодействием катализатора с продуктом. Использование перекрестно реплицирующихся соединений позволило избежать эффекта отравления, исследователям удалось получить первую синтетическую систему, репликация в которой не прекращается, пока в систему поступают новые олигонуклеотидные строительные блоки.

Синтетическая система демонстрирует способность к «естественному отбору». Исследователи получили двенадцать наборов перекрестно реплицирующихся рибозимов и изучили, как эти рибозимы «конкурируют» за нуклеотидные строительные блоки, находясь одновременно в растворе. Было обнаружено, что в этом случае может происходить «мутации» – образование новых типов рибозимов и уже их дальнейшая репликация, приводящая к доминированию «мутировавших» рибозимов в системе.

Источник: Science, 2009, DOI: 10.1126/science.1167856

метки статьи: #биохимия, #молекулярная биология