Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Ученые приближаются к созданию искусственной жизни

Ученые приближаются к созданию искусственной жизни
Недавно синтезированная самособирающаяся молекула напоминает самую раннюю форму материала переносящего биологическую информацию, являющейся переходной стадией между безжизненными веществами и сложной генетической архитектурой жизни.


Молекула тПНК (тиоэфир пептид нуклеиновая кислота) способна при соединении с другими молекулами спонтанно подражать форме ДНК и РНК. Отдельно молекулы собираются в изменяющиеся нити, способные трансформироваться в устойчивые конфигурации.

Молекулы пока еще не имеют возможности самовоспроизведения, которая является показателем жизни, но она близка к этому. Что ещё лучше, её создание не требует никаких ферментов, молекул облегчающих химические реакции, которых не существовало в исконном мире.

“Существовало множество пробирочных экспериментов по развитию химических последовательностей, однако не было системы, которая могла бы самостоятельно сформироваться без участия ферментов, - рассказывает Реза Гхадири, биохимик из научно-исследовательского института Скриппса создавший тПНК. – Наша молекула удовлетворяет некоторым требованиям долгосрочной цели по созданию химической системы способной к прохождению дарвинистской эволюции”.

Среди соавторов молекулы тПНК также числится Лесли Оргел, биохимик, впервые выдвинувший гипотезу о том, что ДНК эволюционировала из РНК - простой информационной молекулы, которая в наши дни формирует геномы вирусов и облегчает изготовление белка в клетках.

Широко принятая среди ученых гипотеза мира РНК требует признания нескольких критических шагов, которые были относительно удовлетворительно объяснены учёными совсем недавно. Один такой шаг - формирование химических предшественников РНК. Другой шаг применяет накопление предшественников в РНК, которая, несмотря на свою относительную простоту, сопротивлялась попыткам синтеза в исконных условиях.

В эксперименте, результаты которого были изданы несколько недель назад в журнале Nature, цикл испарения и конденсации дистиллировал соединение первичных химикатов в несколько ключевых компонентов РНК, что обеспечило ответ на проблему формирования предшественника РНК. И тПНК может осветить то, как из этих компонентов появилась РНК.

“Это мир, который существовал перед РНК. Имеется гипотеза гласящая, что РНК настолько сложна, поэтому, скорее всего она возникла не на пустом месте, -  рассказывает соавтор этого исследования Люк Леман (Luke Leman), биохимик из научно-исследовательского института Скриппса. - Таким образом, мы нуждаемся в некоторой более примитивной генетической системе, с которой игралась природа, прежде чем решилась переработать её в РНК”.

Учёные и ранее пытались создать прото-генетический материал, однако их усилия оказались тщетными, так как их работы основывались на усилении химической реакции ферментами, которые вероятно не существовали в условиях молодой Земли. Все эти эксперименты предполагали, что РНК собиралась бы блок за блоком, каждый блок являлся бы полностью самодостаточной частью.

Вместо этого Гхадири искал полный химический остов, к которому могли бы присоединяться нуклеиновые основания  A, T, Ц и Г. Вместо использования остова из сахара и фосфата найденного в РНК и ДНК учёный идентифицировал пептид - маленькую молекулу, составленную из первородных аминокислот, которая также функционировала как остов.

“С точки зрения предбиотической химии это концептуально новый способ формирования генетического полимера”.

Нуклеиновые основания автоматически придерживались бы пептида, свободно отделяясь и присоединяясь до тех пор, пока не будет создана стабильная система. При смешивании в воде при комнатной температуре с единичными цепочками ДНК или РНК, молекулы тПНК выстраивают себя в дополнительные цепочки, возможно отражая возможную способность таких генетических материалов по дублированию.

Тем не менее Гхадири предостерёг, что тПТК не должна рассматриваться в качестве прямого аналога ранней жизни, пока это просто демонстрация правдоподобия подобной системы. “Если эти типы молекул в некоторый момент собираются эволюционировать к миру РНК, то они должны иметь пересекающиеся взаимодействия и быть способными к взаимодействию с РНК, - рассказывает он. - Мы продемонстрировали оба эти свойства”.

Биолог Антонио Лазкано из национального автономного университета Мехико назвал работу синтетическим прорывом биологии, и тоже повторил предупреждение по поводу того, что химические мосты между предком РНК и миром РНК “полностью неизвестны и могут быть только предположены”.

По мнению  Джона Сузерланда, химика из университета Манчестера, новое исследование, важно не столько в плане обеспечении возможности проникновения в суть, сколько в плане содействия возможному созданию жизни в лаборатории.

“Эта важная и очень инновационная работа потенциально может раскрыть тайну происхождения жизни, - считает Сузерланд. - Возможность того, что люди могли придумать альтернативную биологию, превосходящую ту, что произвела нас, просто сногсшибательна”.

Исследователи не останавливаются на достигнутом и продолжают искать другие типы пептидных остовов, которые могли бы поддерживать более сложные и устойчивые генетические структуры.

“Следующая фаза должна показать, способны ли эти молекулы к саморазмножению, - рассказывает Гхадири. – На это уйдёт ещё два или три года работы”.

На вопрос, когда из инертной химической смеси будет сотворена синтетическая жизнь, Гхадири отвечает, “Скоро. Если не в нашем поколении, то в следующем. Не дольше”.

По материалам журнала Wired

 

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
0
Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения.

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения. Многие факторы объясняют популярность астрономии среди молодых людей: от увлекательных открытий в области космоса до влияния культурных произведений. Сериалы, фильмы и другие произведения искусства о космических приключениях играют значительную роль в формировании ...
25.02.24 17:55
0
2
e-Learning в цифрах: 6 общих фактов, много данных и прогнозы на ближайшее будущее

e-Learning в цифрах: 6 общих фактов, много данных и прогнозы на ближайшее будущее

e-Learning – это обучение с помощью цифровых технологий (Интернета, электронных устройств и специальных программ). Процесс можно организовать в аудиториях или удалённо, одновременно для целой группы или по гибкому графику для каждого.

e-Learning – это обучение с помощью цифровых технологий (Интернета, электронных устройств и специальных программ). Процесс можно организовать в аудиториях или удалённо, одновременно для целой группы или по гибкому графику для каждого. Ранее эта система была не популярна. Затем вспыхнул COVID-19, и все перешли на «удалёнку»: школы, ВУЗы, компании. Электронное обучение стало нужным в глобальном мас...
28.12.23 18:10
0
6
Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток.

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток. Это одно из перспективных направлений в науке, дающее серьёзный шанс диверсифицировать способы получения электроэнергии, а более конкретно, одно и...
30.09.23 06:25
0
11
Возобновляются работы по возведению грандиозного километрового небоскреба

Возобновляются работы по возведению грандиозного километрового небоскреба

Для архитектуры Саудовской Аравии 2023 год оказался просто невероятным. Сначала страна подтвердила, что строительство 170-километрового (105 миль) здания The Line будет продолжено, затем раскрыла планы строительства кубовидной башни, способной вместить 20 зданий Empire State Buildings.

Теперь страна возобновила реализацию своего амбициозного плана по строительству нового самого высокого здания в мире - башни Джидда. С момента завершения строительства в 2010 году дубайская башня Бурдж-Халифа (Burj Khalifa), высота которой составляет 828 м (2 717 футов), остается самым высоким рукотворным сооружением в мире. Хотя окончательная высота башни Джидда пока неизвестна, но она значитель...
22.09.23 09:06
0
0
«Квантовая суперхимия» впервые наблюдалась в лабораторных экспериментах

«Квантовая суперхимия» впервые наблюдалась в лабораторных экспериментах

Ученые из Чикагского университета обнаружили первое свидетельство явления под названием «квантовая суперхимия». Давно предсказанный, но так и не подтвержденный, этот эффект может ускорить химические реакции, дать ученым больше контроля над ними и послужить основой для квантовых вычислений.

Все виды необічного поведения проявляются на квантовом уровне. Атомы могут находиться в нескольких состояниях одновременно, запутываться настолько, что мгновенно обмениваются информацией на любом расстоянии, или создавать туннели через барьеры, которые они не должны пересекать. Ученые пытаются использовать эти явления для более мощных вычислений, систем связи и других технологий. Теперь команда о...
08.08.23 17:36
0
0
Умная ткань с покрытием из жидкого металла «заживает» при порезах и отталкивает бактерии

Умная ткань с покрытием из жидкого металла «заживает» при порезах и отталкивает бактерии

Наука продолжает развивать умные ткани, которые реагируют на изменения окружающей среды и предоставляют больше «услуг» своим владельцам.

Группа международных исследователей создала пригодную для носки ткань, которая восстанавливается, обладает антибактериальными свойствами и даже может использоваться для контроля сердечного ритма человека. Исследователи из США, Австралии и Южной Кореи создали ткань с высокой проводимостью, погрузив ее в частицы жидкого металла. Частицы жидкого металла обладают многими преимуществами: высокой тепло...
03.05.23 13:46
0
2
Лазер обнаруживает и идентифицирует бактерий за считанные минуты

Лазер обнаруживает и идентифицирует бактерий за считанные минуты

Чтобы увидеть, какой тип бактерий присутствуют в образце жидкости, необходимо выращивать бактериальные культуры в лаборатории в течение нескольких часов или даже дней. Новая лазерная техника работает всего за несколько минут.

Уже было известно, что при воздействии лазерного света бактерии отражают свет обратно в спектральном образце, который уникален для этого конкретного вида. Проблема в том, что другие микроскопические объекты в образце, такие как клетки крови или вирусы, также отражают свет, придавая ему свой уникальный оттенок. То есть спектральный «отпечаток пальца» бактерии теряется среди фонового шума, поэтому ...
04.03.23 11:39
0
6
Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Солнечные панели не могут эффективно работать когда грязные, но их регулярная очистка может занять много времени. Инженеры в Германии разработали ультратонкое покрытие, которое сделает солнечные панели и другие поверхности самоочищающимися.

Солнечная энергия — крупнейший источник возобновляемой энергии, и быстро растет. Но, как можно себе представить, невозможно отправить кого-то со шваброй для очистки миллионов солнечных панелей в каждом парке. В идеале они бы сами очищались, и теперь исследователи из Института Фраунгофера в Германии добились успехов в этой концепции. Команда создала покрытие, которое меняет свою реакцию на воду в ...
30.01.23 13:27
0