Борат помог сформироваться первой молекуле жизни
Новое исследование предполагает, что условия на Земле около 4,3 миллиарда лет назад были благоприятны для естественного образования РНК — первой информационной молекулы, давшей начало биологии и эволюции. Тогда атмосфера планеты, состоявшая из CO2, N2, H2O и SO2, временно восстанавливалась из-за ударов крупных астероидов, что могло помочь формированию РНК.
Неожиданная роль бората
Учёные обнаружили, что минерал борат, который, как ожидалось, должен был мешать пребиотическим процессам, связывая ключевые ингредиенты, оказал противоположный эффект. Вместо этого он помогал химическим реакциям, удаляя нежелательные побочные продукты и поддерживая необходимый для синтеза РНК pH.
Проверка модели прерывистого синтеза
Исследователи изучили Модель Прерывистого Синтеза (DSM), объясняющую, как РНК могла сформироваться в реалистичных условиях ранней Земли или Марса. Модель включает шесть взаимосвязанных этапов — от преобразования атмосферных газов в пентозные сахара (например, рибозу) до связывания предшественников нуклеотидов в цепи РНК на поверхности вулканического базальтового стекла.
Эксперимент в условиях ранней Земли
В лаборатории воссоздали условия древней Земли, смоделировав подземные водные системы среди реального вулканического базальта с периодическим высыханием и затоплением. Все ингредиенты для шести этапов поместили в один контейнер, чтобы проверить возможность непрерывного образования РНК без вмешательства человека.
Результаты
Эксперименты показали, что весь шестиэтапный путь DSM может происходить самостоятельно в подземных водных системах, богатых боратом и окружённых базальтовыми породами. В химически сбалансированных условиях реакции превращали простые молекулы в цепи РНК длиной 100–200 звеньев. Борат не ингибировал, а способствовал реакциям.
Это открытие приближает нас к разгадке тайны происхождения жизни. Исследование опубликовано в PNAS.