Абиогенные молекулы с повадками паразитов

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2018, №9)

pic_2018_09_16-1.jpg

Шестичленные репликаторы появляются как второе поколение восьмичленных репликаторов, после чего «потребляют» восьмичленные циклы, используя их строительные блоки для собственного роста. Это напоминает поведение паразитов или хищников.

Исследователи из Нидерландов впервые наблюдали «паразитическое» поведение небиологических самовоспроизводящихся систем. Их результаты позволяют говорить о том, как возникла и эволюционировала жизнь и как простые химические строительные блоки можно использовать для получения синтетической жизни («Angewandte Chemie, Int. Ed.», 2018, doi: 10.1002/anie.201804706).

Большая часть искусственно созданных систем, моделирующих явления биогенеза или отбора, имела в своей основе один тип самовоспроизводящихся молекул, таких как ДНК, РНК или синтетические репликаторы.

Сийбрен Отто с коллегами из Университета Гронинген создали систему, где один тип самовоспроизводящихся молекул способствует формированию другого типа молекул-репликаторов, которые для своего размножения паразитически потребляют молекулы-репликаторы первого типа. По словам Отто, результаты их работы показывают, что паразитизм мог появиться до появления жизни как таковой. Печально, но факт: стратегия паразитизма древнее самой жизни.

Эффект был обнаружен, когда исследователи из группы Отто работали с ранее полученными в их лаборатории синтетическими репликаторами — дитиольными строительными блоками, образующими циклы, которые затем укладываются стопками друг поверх друга, в итоге формируя волокна. При перемешивании содержимого колбы волокна распадаются на две части, каждая часть продолжает расти дальше, формируя большее количество циклов. Продолжение перемешивания приводит к повторению процесса, и репликация идет по экспоненте.

Ранее проведенные эксперименты показали, что первое поколение молекул-репликаторов способствует образованию новых репликаторов в том же самом реакционном сосуде, после чего первое и второе поколения репликаторов могут сосуществовать и кооперировать, способствуя образованию друг друга. В новой работе исследователи решили выяснить, не начнут ли репликаторы «эволюционировать», если они будут потреблять строительные блоки другого типа. Однако получилось так, что репликаторы стали демонстрировать паразитическое поведение.

Суть паразитизма заключалась в том, что репликаторы, состоящие из восьмичленных циклов, в свою очередь собранных из дитиольных строительных блоков, применялись для кросс-катализа и способствовали формированию новых репликаторов в той же колбе из второго типа дитиолов (слегка отличного от первого типа). Эти шестичленные циклы-репликаторов воспроизводились медленнее, ведя себя при этом как паразиты — потребляя строительные блоки восьмичленных репликаторов, благодаря которым они появились на свет. В конце концов в системе оставались только шестичленные репликаторы. Отто планирует эксперименты, в которых попробует заставить молекулы-репликаторы участвовать в процессах, имитирующих мутации и естественный отбор.



Эта статья доступна в печатном номере "Химии и жизни" (№ 9/2018) на с. 16.

Разные разности

01.10.2018 12:00:00

…разновидность северного сияния под названием STEVE на самом деле вообще не северное сияние...

…найдены прямые и окончательные доказательства присутствия поверхностного водного льда в полярных областях Луны...

…чип, содержащий живые клетки дрожжей, поможет отслеживать суточные дозы облучения у сотрудников больниц, исследовательских лабораторий и АЭС…


>>
29.09.2018 10:00:00

У блокчейн-технологии есть существенный недостаток: ее защищенность базируется на том, что процедура проверки данных в цепочках блоков требует большого расхода энергии. При своем нынешнем объеме система потребляет энергии как целая страна.

>>
28.09.2018 17:30:00

Уже сегодня более двух миллиардов человек во всем мире регулярно употребляют в пищу насекомых. Все знают, что это ценный источник белка, витаминов, минералов и полезных жиров — самое время выяснить, есть ли в них что-то вредное.

>>
12.09.2018 18:00:00

Сотрудники геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова провели исследования арктического кратера на полуострове Ямал, выяснили причину его образования и открыли новое геологическое явление, ранее известное только для ледяных планет и планетоидов.

>>
07.09.2018 10:00:00

Сотрудник кафедры зоологии позвоночных МГУ имени М.В. Ломоносова в ходе международной экспедиции нашёл и описал новый вид тонконогих чесночниц. Вид назвали Leptobrachium tenasserimense.

>>