Жизнь на Земле зародились в тот самый момент, когда сложные органические молекулы научились собираться в клетки. Но сделать это было совсем не просто. Настолько, что значительная часть народонаселения планеты до сих пор не мыслит этот процесс без божественного вмешательства. В начале августа в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences» исследователи из Вашингтонского университета поделились своим видением того, как могло произойти образование первых живых клеток.
Принято считать, что количество ингредиентов, принявших участие в возникновении жизни, было ограниченным — жирные кислоты, аминокислоты, соли и магний. И из этого скудного набора каким-то образом развились клетки. Главная проблема в том, что все клетки заключены в мембраны, состоящие из жирных кислот. Но последние не очень стабильны в присутствии заряженных частиц — ионов натрия, хлора и магния, которые также были неотделимой составляющей того первичного супа. Более того, ионы магния были необходимы для функционирования нуклеиновых кислот, например, РНК. Так каким же образом могли образоваться клеточные мембраны?
По всей видимости, в океанах той эпохи было что-то такое, что делало жирные кислоты достаточно стабильными в качестве мембран. Выдвинув это предположение, учёные обратили внимание на другой класс веществ, имевшийся в первичном супе — аминокислоты. Это те кирпичики, из которых состоят белки. По мнению исследователей, в то время существовало десять их видов. Научный коллектив проанализировал взаимодействие каждого из них с жирной кислотой, которая, как считается, существовала в океанах до образования первых клеток.
Выяснилось, что все аминокислоты ведут себя по-разному. Водоотталкивающие, вроде лейцина, легко связываются с жирными кислотами, в то время как любящие воду, например, серин и глицин, защищают мембраны от вредного воздействия ионов магния. Это подтвердило предыдущие исследования той же самой группы, в ходе которых было установлено, что основания РНК связываются с мембранами жирных кислот и стабилизируют их. Как следствие учёные предложили новую модель формирования первых клеток. Аминокислоты и РНК связывались с жирными кислотами и стабилизировали их. Это помогло образоваться мембранам и привело к увеличению концентрации аминокислот и РНК, что ещё больше ускорило процесс связывания этих веществ.
Данные изыскания неплохо объясняют, как клеточные мембраны могли сформироваться в такой негостеприимной среде. Но они также, по всей видимости, отвечают и на вопрос о том, почему жирные кислоты, белки и РНК предпочитали держаться вместе и активно контактировать друг с другом. Получается, что стабильные мембраны протоклеток не могли существовать без аминокислот и оснований РНК. То есть ингредиенты биологической жизни нуждались друг в друге. Теперь исследователи собираются выяснить, как все эти кирпичики объединились в полностью функциональные клетки. Остаётся пожелать им успехов в этом сложном, интересном и крайне благородном деле.
