Гарвардские учёные приблизились к тайне зарождения жизни: создан искусственный метаболизм
Группа исследователей из Гарвардского университета сделала шаг к разгадке тайны зарождения жизни, создав искусственные химические системы, имитирующие ключевые процессы: метаболизм, размножение и эволюцию.
Результаты этого новаторского исследования были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Хуан Перес-Меркадер, ведущий автор исследования, подчеркнул уникальность подхода: впервые удалось создать структуру, демонстрирующую свойства жизни, из абсолютно однородных химических компонентов, не имеющих ничего общего с естественной жизнью.
Димитар Сасселов, директор программы Origins of Life Initiative, отметил, что работа является значительным продвижением в понимании того, как из небиологических молекул может возникнуть самовоспроизводящаяся система. По его словам, моделирование ключевых аспектов жизни позволяет лучше понять происхождение и раннюю эволюцию живых клеток.
Несмотря на обнаружение древнейших окаменелостей микробов возрастом 3,8 миллиарда лет, вопрос о том, как и когда зародилась жизнь, остается открытым.
Чарльз Дарвин предполагал, что жизнь возникла в "теплом маленьком пруду". В 1950-х годах Стэнли Миллер и Гарольд Юри в эксперименте смоделировали условия первобытной Земли и получили аминокислоты.
Перес-Меркадер, увлеченный ученый, посвятил себя поиску ответа на вопрос о причинах существования жизни. Он разработал математические уравнения для основных биологических процессов и использовал их для создания искусственной жизни в лабораторных условиях.
Исследователи продемонстрировали, как жизнь может зародиться из материалов, аналогичных межзвездной среде, под воздействием света. Смешав четыре небиохимические молекулы с водой, они получили амфифилы, которые самоорганизовались в мицеллы, а затем в везикулы. Везикулы размножались, высвобождая компоненты, формирующие новые поколения клеточных структур, демонстрируя механизм наследуемой изменчивости, лежащий в основе эволюции.
Стивен Флетчер, профессор химии из Оксфорда, отметил, что исследование открывает новые возможности для создания самовоспроизводящихся систем.
Перес-Меркадер считает, что эксперимент даёт представление о том, как могла зародиться жизнь 4 миллиарда лет назад, и что такая система могла эволюционировать до последнего универсального общего предка.
Уточнения
Метаболи́зм или обме́н веще́ств, — это химические реакции, поддерживающие жизнь в организме. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.