Происхождение жизни в кармане РНК
Исследователи из Института Вейцмана воссоздали в лаборатории ключевой момент зарождения жизни — формирование первых пептидных связей.
Открытие в сердце рибосомы
Проф. Ада Йонат и её команда обнаружили, что в центре современной рибосомы — молекулярной машины по производству белков — находится древняя структура, которую они назвали проторибосомой.
- Это асимметричный «карман», состоящий из двух полусимметричных элементов РНК.
- Именно здесь образуются все пептидные связи в белках.
- Эта структура сохранилась неизменной у всех живых организмов, от бактерий до человека.
Гипотеза: как всё началось
Миллиарды лет назад, в мире, где существовала только химия, случайно самоорганизовались цепочки РНК, образовав карман — проторибосому.
- Самоорганизация: Две полусимметричные «стенки» из ~60 нуклеотидов каждая соединились.
- Полезная функция: Когда два активированных аминокислотных субстрата попадали в этот карман, в нём облегчалось образование пептидной связи.
- Эволюция: Первые короткие пептиды стабилизировали проторибосому. Со временем она обрастала новыми слоями, превращаясь в сложную современную рибосому, которую можно сравнить с луковицей, где проторибосома — её центр.
Экспериментальное подтверждение
В новом исследовании под руководством доктора Танаи Бозе теория получила практическое доказательство.
- Создание в пробирке: Учёные спроектировали и синтезировали конструкции, имитирующие проторибосому, на основе анализа рибосом бактерий.
- Ключевой тест: Эти синтетические конструкции смешали с раствором активированных аминокислот.
- Результат: Анализ с помощью масс-спектрометрии подтвердил, что в искусственных проторибосомах происходит образование пептидных связей.
«Образование пептидной связи — важнейший процесс в любой клетке, и мы показали, что оно может происходить внутри проторибосомы», — говорит д-р Таня Бозе.
Значение открытия
Проторибосома может быть недостающим звеном между гипотетическим «миром РНК» (до появления белков и ДНК) и современной жизнью, основанной на белках и нуклеиновых кислотах.
Исследование опубликовано в журнале Nucleic Acids Research.