Эксперимент проливает свет на происхождение жизни и подтверждает существование «мира тиоэстеров» до появления живых организмов.

МАДРИД. — Как следует из его христианского имени, бельгийский биохимик Кристиан де Дювес вырос в католической семье, был крещен, получил образование у иезуитов и женился по церкви, но постепенно утратил веру в результате рационального процесса, который завершился в 1974 году, когда он получил Нобелевскую премию по медицине за открытие лизосом — органелл, выполняющих пищеварительные функции внутри клеток. В 1991 году Де Дюве выдвинул гипотезу о происхождении жизни без участия Бога: «мир тиоэстеров», соединений, содержащих углерод, кислород, водород и серу. На этой первозданной планете, еще не заселенной живыми существами, тиоэфиры, вероятно, обеспечивали энергию, необходимую для реакции химических элементов с образованием более сложных молекул, таких как первый генетический материал, РНК. В среду шесть ученых из Лондона объявили, что им удалось вызвать в своей лаборатории реакции, которые могли произойти в том мире тиоэфиров. Это «прорыв большого масштаба, возможно, самый значительный за последнее время» в исследованиях происхождения жизни, по словам Кепы Руиса Миразо, биофизика и философа из Университета Страны Басков. «Великий взрыв, который привел к появлению Вселенной, Большой взрыв, произошел около 13,8 миллиарда лет назад. Земля образовалась около 4,5 миллиарда лет назад. И с самого начала большие массы воды взаимодействовали с минералами планеты, образуя все более сложные молекулы. Та же лондонская лаборатория под руководством химика Мэтью Поунера еще в 2019 году доказала, что с помощью ингредиентов, присутствовавших на Земле около 4 миллиардов лет назад, таких как сероводород (состоящий из водорода и серы) и феррицианид (углерод, азот и железо), могут образовываться пептиды, своего рода укороченная версия белков, молекул, отвечающих за жизненно важные функции. Группа Поунера из Лондонского университетского колледжа пошла еще дальше. Все живые существа имеют ДНК, молекулу, которая функционирует как кулинарная книга с рецептами для производства белков, таких как гемоглобин в крови, коллаген в хрящах и антитела, борющиеся с патогенами. Другая молекула, РНК, считывает информацию из ДНК и транспортирует ее в фабрику белков, называемую рибосомой. С помощью этих инструкций клеточная фабрика комбинирует 20 компонентов белков, называемых аминокислотами, и производит необходимый белок. Команда Поунера теперь добилась того, что аминокислоты и РНК спонтанно соединяются в ее лаборатории, в воде с нейтральным pH, ни кислой, ни щелочной, в условиях, схожих с теми, которые были в некоторых уголках первобытной Земли около 4 миллиардов лет назад. Результаты исследования опубликованы в среду в журнале Nature, авторитетном международном научном издании. «Жизнь зависит от способности синтезировать белки: это ключевые функциональные молекулы для жизни. Понимание происхождения синтеза белков имеет основополагающее значение для понимания происхождения жизни», — утверждает Поунер в своем заявлении. «Наше исследование — большой шаг к этой цели, поскольку оно показывает, как РНК могла начать контролировать синтез белков», — считает он. Поунер родился 44 года назад в английской долине Уэнслейдейл, название которой происходит от Woden’s Ley, луга Водена или Одина, скандинавского бога, которого раньше почитали, а теперь игнорируют. Биохимик Кристиан де Дюве, отец теории тиоэфирного мира, размышлял о богах в 94 года, за два года до своей смерти. «Логика Бога-творца — это антропоморфное видение. Если я вижу объект, значит, кто-то его создал. Я вижу вселенную, значит, должен быть создатель. Но кто создал Бога-творца? Теологи отвечают, что Бог несотворен. Тогда зачем нужен создатель? Если я признаю существование создателя, я неизбежно попадаю в русскую матрешку создателей. Вселенная несоздана, она просто существует», — заявил он в интервью, опубликованном в 2011 году во французском еженедельнике Le Point. В новом исследовании тиоэстер обеспечивает энергию, необходимую для активации аминокислот и их соединения с РНК, молекулой, обладающей способностью к самовоспроизведению. Гипотеза РНК-мира, выдвинутая американским биологом Александром Ричем в 1962 году, предполагает, что эта универсальная молекула была первой наследственной генетической информацией в первых живых организмах. Наше исследование объединяет две известные теории о происхождении жизни: РНК-мир, согласно которой самовоспроизводящаяся РНК играет ключевую роль, и тиоэфирный мир, в котором тиоэфиры рассматриваются как источник энергии первых форм жизни», — утверждает Поунер. В прошлом году его команда сумела синтезировать пантиетин, активный фрагмент коэнзима А, участвующий во множестве метаболических процессов, необходимых для получения энергии. Исследователи добились синтеза в лаборатории, в воде при комнатной температуре, из цианистого водорода, вероятно, очень распространенного на первобытной Земле. В новом исследовании аминокислоты вступают в реакцию с пантетином. Биофизик Кепа Руис Миразо приветствует новое исследование, в котором он не участвовал. «Эта группа исследователей не только добилась синтеза пептидов с участием молекул РНК, аналогично, но гораздо проще, чем это делают живые клетки, но и сумела осуществить его в нейтральных водных условиях, используя форму энергетической активации, вполне вероятную для первых шагов жизни на Земле», — подчеркивает он. По мнению Руиса Миразо, «это прекрасная демонстрация пребиотической химии систем», подход, согласно которому в первых живых организмах сочетались три фактора: репликация с наследственной информацией; метаболизм с реакциями по использованию доступной энергии и материи; и компартиментация с инкапсуляцией, создающей протоклеточную среду. «В огромном пазле происхождения жизни на нашей планете еще остается много нерешенных вопросов, но наука нашла место для очень важного элемента», — радуется исследователь. «Мануэль Анседе» © Всемирные права на публикацию на всех языках принадлежат Ediciones EL PAÍS, S.L.U.