- Сообщения
- 4.590
- Реакции
- 5.050
Как ни относись к современной науке, а человечество стоит на пороге создания синтетической жизни. Ученые совершили прорыв и смогли частично воспроизвести процесс репликации РНК.
Согласно общепринятой теории, жизнь появилась, когда ДНК/РНК начали самопроизвольно воспроизводить себя. Теперь ученые утверждают, что им удалось смоделировать основную часть этого процесса в лабораторных условиях.
Авторы исследования создали молекулу РНК, копирующую другие типы РНК, приближающую науку к созданию условий ранней земной жизни в лаборатории. Эксперты из Института биологических исследований Солка вооружились теорией, согласно которой до появления ДНК и белков РНК жизнь существовала, как исходный ингредиент, в так называемом «первичном супе» планеты.
В рамках эксперимента удалось создать лабораторную молекулу РНК, которая смогла точно скопировать другие, что привело к функционированию фермента. Такой прорыв позволяет ученым изучить наиболее ранние эволюционные стадии жизни.
Глава института и соавтор исследования Джеральд Джойс говорит, что, хотя созданная молекула еще не самовоспроизводится, ее выделение это уже огромный шаг к созданию жизни в лабораторной пробирке.
Если в итоге ученым удастся создать СНК, которая будет самовоспроизводиться, говорит Джойс, тогда она по праву может называться жизнью.
«Именно таким путем жизнь может возникнуть в лаборатории. Да и, в принципе, где угодно во Вселенной» - говорит глава института.
Для того чтобы началась дарвиновская эволюция, СНК должна была начать создание очень близких к оригиналу копий. В этом процессе могут появляться ошибки или, другими словами, мутации. Каждая последующая копия все больше будет отличаться от оригинала, пока не станет совсем непохожей на исходный материал.
В то же время, точное копирование СНК не работает, поскольку не сможет обеспечивать мутаций, способствующих развитию. Для того чтобы получить нужное количество мутаций, Джойс и его команда создали РНК, копирующую так называемую «РНК-молот», расщепляющую молекулы.
Если же исследователям все же удастся создать искусственную жизнь в лаборатории, прорыв обязательно поднимет этические вопросы, связанные с синтетическими (искусственными) формами жизни.
Впрочем, ученые до сих пор не могут не могут понять происхождение самой земной «жизни».
Сейчас они усиленно ищут жизнь на других планетах, но о том, как зародилась жизнь на Земле, до сих пор известно очень мало. Португальская астробиолог Зита Мартинс, занимающаяся исследованием обоих вопросов, предполагает, что жизнь на Земле могла зарождаться несколько раз, к тому же одновременно сразу в нескольких местах планеты.
«До сих пор нет точного понимания того, как именно появилась жизнь на Земле. У нас есть некоторые данные о тех химических процессах, которые предшествовали ее появлению. Мы также знаем много о физических и геологических процессах на планете, когда Солнечная система только зарождалась. Но как происходил сам процесс появления жизни? Над этим еще приходится работать» - говорит Зита Мартинс из Высшего технологического института Лиссабона, Португалия.
Ученые считают, что жизнь на Земле могла появиться в течение первых 200 миллионов лет после образования планеты (а ей как известно примерно 4,5 миллиарда лет). Правда, до сих пор ученые обнаружили древнейшие доказательства жизни, относящиеся к периоду 3,5 миллиарда лет.
По словам ученой, лишь в тот момент, когда Земля остыла (сначала она была раскаленным шаром), и на ней появилась вода, возникли условия для зарождения жизни. Но вполне возможно, что микробная жизнь могла эволюционировать во многих разных местах примерно одновременно.
По словам Мартинс, многие органические молекулы, из которых состоит клеточная жизнь, можно обнаружить в метеоритах, астероидах и кометах. Живые молекулы доставили на Землю космические объекты в ранней истории планеты. Мартинс считает, что ударные события, сопровождавшие падение этих объектов, также могли способствовать появлению жизни в определенных отдельных местах на Земле.
«Со своими коллегами мы создали модель падения кометы на Землю. В результате такого удара выделяется огромное количество энергии. И мы пришли к выводу, что эта энергия от удара могла спровоцировать разрыв молекулярных связей и благодаря этому появились более сложные молекулы» — говорит Мартинс.
По словам ученой, в тот момент, когда Земля остыла (а сначала она была раскаленным шаром), и на ней появилась вода, появились условия для появления жизни. Но вполне возможно, что микробная жизнь могла эволюционировать во многих местах примерно одновременно.
«Чтобы понять, каковы были исходные молекулы, ставшие базой для появления жизни на Земле, важно знать ранний химический состав туманности, из которой образовалась Солнечная система. И мы постоянно находим разнообразный молекулярный состав в метеоритах, кометах и астероидах, которые были свидетелями зарождения этой системы» – говорит Мартинс.
Состав газа и пыли, из которых сформировалась наша солнечная система, также важен для понимания того, какой тип межзвездной химии способствовал формированию первых химических строительных блоков нашей ранней солнечной системы.
По словам Мартинса, многие органические молекулы, из которых состоит клеточная жизнь, можно обнаружить в метеоритах, астероидах и кометах. Эти молекулы доставили на Землю эти космические объекты в ранней истории планеты.
«Почему для появления жизни нужны только определенные молекулы? На этот вопрос возможно мы никогда не сможем получить ответ. Мы можем только строить предположения. Кроме того, нам не хватает понимания того, как жизнь совершила большой скачок от простой пребиотической химии (т.е. процессов, что предшествуют ее появлению) к фактической биологии. Но нужно попытаться узнать, какие типы молекул, с которых могла начаться жизнь, были доступны в далеком прошлом» - говорит Мартинс.
По ее словам, самыми главными вопросами, на которые еще стоит найти более точные ответы, являются:
Когда точно появилась жизнь на Земле?
Почему она возникла именно на нашей планете?
Было ли какое-то событие, ставшее главным катализатором зарождения жизни на Земле?
«Мне особенно интересно узнать, сложились ли подобные условия, происходившие во время зарождения жизни на Земле, в других местах нашей Солнечной системы» - говорит Мартинс.
Ученая предполагает, что на Земле жизнь могла появляться несколько раз, то есть существовало несколько циклов зарождения и уничтожения жизни, прежде чем она закрепилась на планете.
Также Мартинс допускает, что на Земле жизнь могла появляться несколько раз, то есть существовало несколько циклов зарождения и уничтожения жизни, прежде чем она закрепилась на планете. Но эту теорию еще придется доказать.
«Я не совсем уверена в том, что мы когда-нибудь сможем точно узнать, в какой период времени появилась жизнь на Земле. Но я уверена, что нам по силам узнать, какие условия существовали в Солнечной системе незадолго до зарождения жизни на Земле» - говорит Мартинс.
По словам ученой, мы пытаемся обнаружить жизнь на других планетах, но до сих пор не можем точно определить, что такое жизнь. Простейшим определением было следующее: это самодостаточная система, имеющая возможность репликации (создания новых молекул из родительской молекулы). Но для запуска этого процесса необходим еще сложный механизм обмена веществ.
