Капли этих простых молекул помогли начаться жизни на Земле

Для происхождения жизни на Земле, существовали древние моря с их волновым эффектом и береговыми линиями.

Простой класс молекул, называемых альфа-оксикислотами, образуют при высушивании и повторном увлажнении микрокапельки, как это обьчно бывает на краях источников воды. Эти компартменты размером с клетку могут захватывать РНК, и могут сливаться и распадаться — поведение, которое могло побудить неодушевлённые молекулы в первичном супе Земли к рождению жизни (сообщили исследователи на слушаниях в Национальной академии наук 22 июля 2019 года).

Помимо объяснения того, как жизнь появилась на планете, работа может получить своё применение как в медицине, так и в поиске внеземной жизни.

Современная биология полагается на то, что клетки концентрируют питательные вещества и защищают генетическую информацию — компартменты могли стать важным элементом начала жизни.

«Ранняя Земля, безусловно, была местом химического беспорядка, причём небиологические молекулы, такие как альфа-гидроксикислоты, потенциально сыграли роль в возникновении жизни наряду с биомолекулами, такими как РНК» — сказал биохимик Тони Цзя из Токийского технологического института «Науки о жизни Земли».

Команда Цзя сосредоточилась на смесях альфа-гидроксикислот, некоторые из которых распространены в косметике по уходу за кожей. Альфа-гидроксикислоты, хотя и не так заметны, как их химические родственники аминокислоты, являются правдоподобными участниками связанных процессов возникновения жизни, поскольку их часто обнаруживают в метеоритах, а также в экспериментах, имитирующих химию ранней Земли.

В 2018 году группа во главе с геохимиками Куханом Чандру и и Джеймсом Кливс из Института наук о Земле и Национального университета Малайзии в Банги продемонстрировали, что высыхая, альфа-гидроксикислоты образуют повторяющиеся цепочки молекул, полимеры. Повторное увлажнение полимеров приводит к образованию микрокапель примерно того же диаметра, что и современные эритроциты.
Новая работа показывает, что «пребиотически значимые молекулы могут образовывать капли». Эксперт по искусственным клеткам Дора Танг из Института биологии и генетики молекулярных клеток Макса Планка в Дрездене, Германия, сказала: «В лаборатории команда продемонстрировала, что капли могут захватывать и принимать молекулы, необходимые для жизни, что белок сохраняет свою функцию внутри капель и что жирные кислоты могут собираться вокруг капель».

Тем не менее, эти выводы не означают, что микрокапельки были первыми клетками на Земле, но предполагают, что капельки помогли возникнуть реакциям в биохимических системах в преддверии возникновения жизни.

Исследователи подадут заявку на патент в течение следующего года. Новое исследование может стать важным инструментом в поисках внеземной жизни. «Нам нужно не только сосредоточиться на обнаружении современных биомолекул и их предшественников, но и на соответствующих небиомолекулах», которые, подобно альфа-гидроксикислотам, могли сыграть вспомогательную роль в возникновении жизни на Земле или где-либо ещё, говорит Цзя.