Группа ученых из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана (Германия) определила возможную среду, в которой нуклеиновые кислоты, являющиеся основными строительными блоками жизни, могли бы самовоспроизводиться. Этот процесс мог быть ключевым для зарождения жизни на Земле. Результаты исследования опубликованы в научном журнале eLife.
Происхождение жизни на Земле до сих пор остается загадкой. Согласно общепринятой теории, репликация генетического материала — нуклеиновых кислот ДНК и РНК — была критически важным процессом.
Молекулы РНК способны хранить генетическую информацию и катализировать свою собственную репликацию, формируя двухцепочечные спирали. Благодаря этому они могут мутировать, развиваться и адаптироваться к различным условиям, в конечном итоге кодируя белковые строительные блоки жизни.
Чтобы это произошло, нити РНК должны не только реплицироваться в двухцепочечную форму, но и снова разделяться, завершая цикл воспроизведения.
В ходе нового исследования ученые создали лабораторную модель, в которой восходящий поток воды испаряется на пересечении с перпендикулярным потоком газа, а это, в свою очередь, приводит к накоплению молекул растворенного газа на поверхности. Тот же поток газа вызывает круговые токи в воде.
Через 5 минут после начала эксперимента произошло трехкратное накопление ДНК, а через 60 минут на границе раздела накопилось в 30 раз больше цепочек ДНК.
Авторы работы использовали метод FRET-спектроскопии для измерения разделения цепей ДНК: высокий сигнал FRET указывает, что цепи ДНК до сих пор связаны, а низкий FRET — что цепи разделены.
Когда исследователи сопоставили полученные данные с моделированием потока воды, они обнаружили, что вихрь на границе раздела газа и воды вызывал увеличение концентрации соли в растворе, а это могло способствовать разделению нитей ДНК.
Фото: freepik.com
ГОР