Главная Точные и естественные науки

Учёные заявили, что мы, возможно, ошибались в представлениях о происхождении жизни

генетика биология
Автор Йорик

Учёные предлагают пересмотреть наше понимание того, как именно появились первые гены, рассказывает Йорик со ссылкой на Popular Mechanics

Долгое время существовал общий консенсус относительно того, в каком порядке аминокислоты — строительные блоки жизни — «добавлялись» в некий набор деталей, из которых формировались гены. Однако, по мнению генетиков из Университета Аризоны, прежние представления могут быть искажены из-за различий в нашем восприятии биотических (живых) и абиотических (неживых) источников.

Иными словами, существующая модель происхождения генов может недооценивать роль ранних форм протожизни — таких как РНК и пептиды — по сравнению с тем, что появилось уже после возникновения жизни. Наше знание о тех далёких временах навсегда останется неполным, но, как подчёркивают учёные, крайне важно продолжать исследования ранней Земли. Любое углубление в эту область не только поможет нам лучше понять собственное происхождение, но и приблизит к разгадке того, как могла зародиться жизнь в других уголках Вселенной.

В исследовании, опубликованном в рецензируемом журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, группа учёных под руководством старшего автора Джоанны Масел и первого автора Сосан Вехби объясняет, что важнейшие составляющие наших белков — аминокислоты — ведут свою историю примерно с четырёх миллиардов лет назад, от последнего универсального общего предка (LUCA) всей жизни на Земле.

Цепочки, состоящие из десятков и более аминокислот, называются доменами белков. «Они похожи на колёса автомобиля, — сказала Вехби. — Это деталь, которую можно использовать в самых разных “автомобилях”, и колёса существовали задолго до появления машин».

Учёные использовали специализированное программное обеспечение и данные Национального центра биотехнологической информации (NCBI), чтобы построить «эволюционное дерево» этих белковых доменов — структур, существование которых не предполагалось и не наблюдалось до 1970-х годов. С тех пор наши знания об этих механизмах значительно продвинулись вперёд.

Одним из ключевых сдвигов в парадигме, предложенных в этом исследовании, является идея о необходимости пересмотреть порядок, в котором 20 основных аминокислот — строительных элементов генетического кода — возникли в «первичном бульоне» ранней Земли. Учёные утверждают, что существующая модель придаёт чрезмерное значение тому, насколько часто та или иная аминокислота встречалась в ранних формах жизни. Из этого ошибочно делается вывод, будто аминокислота, встречающаяся в наибольшем количестве, должна была появиться первой.

Эта идея перекликается с предыдущими исследованиями, например, с работой 2017 года, где выдвигалось предположение, что набор наших аминокислот представляет собой «лучшее из лучшего», а не просто случайное сочетание обстоятельств — «замороженную случайность». В новой статье учёные также предполагают, что аминокислоты могли возникать в разных регионах молодой Земли, а не в единой, однородной среде.

Особое внимание исследователей привлекла триптофан — та самая «сонная» аминокислота, которой часто приписывают эффект после поедания индейки на День благодарения (в генетическом коде обозначается буквой W). «Существует научный консенсус, что W была последней из 20 канонических аминокислот, включённых в генетический код», — пишут учёные. Однако в данных, относящихся к периоду до LUCA, они обнаружили 1,2% триптофана, а после LUCA — лишь 0,9%. Эти значения могут показаться незначительными, но разница составляет целых 25%.

Почему же последняя аминокислота, появившаяся в генетическом коде, оказалась более распространённой до разделения всех форм жизни? Команда предположила, что химическое объяснение этого феномена может указывать на существование ещё более древней версии самой идеи генетики. Ведь, как и во всём, что связано с эволюцией, нет причин считать, что единственная успешная форма или система должна быть единственной возможной в своём роде.

«Пошаговое формирование современного генетического кода и конкуренция между древними кодами могли происходить одновременно», — заключают исследователи. И, что особенно интригующе, «древние коды, возможно, использовали неканонические аминокислоты». Эти аминокислоты могли возникнуть вблизи щёлочных гидротермальных источников, которые, как полагают учёные, сыграли ключевую роль в зарождении жизни — хотя сами живые формы, появившиеся там, вероятно, не существовали в этих условиях долго.

Чтобы применить эту теорию к поискам жизни за пределами Земли, далеко идти тоже не нужно. «Абиотический синтез ароматических аминокислот может быть возможен на границе вода–порода в подповерхностном океане Энцелада», — объясняют учёные. А это всего лишь спутник Сатурна. Похоже, «вечеринка» в пределах нашей Солнечной системы может оказаться ближе, чем мы думали.

Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: yorick.kz

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: