Биологи создали уникальные самовоспроизводящиеся молекулы РНК
Cинтезирован один из ключевых ферментов, способствовавших зарождению жизни на Земле
Cинтезирован один из ключевых ферментов, способствовавших зарождению жизни на Земле.
Специалисты из Университета Кембриджа в Великобритании смогли получить в лаборатории один из самых древних ферментов в мире, пишет NewScientist.
Согласно современной научной парадигме, ключевым шагом к появлению жизни на Земле стало возникновение само-репликатора: простой молекулы, способной воспроизводить свою структуру без участия других молекул. Основной проблемой до настоящего момента являлся тот факт, что если самовоспроизводящиеся молекулы и существовали когда-либо, в наше время их нет. Подавляющее большинство организмов использует для хранения генетической информации ДНК, а сама молекула ДНК не копирует себя - это делают другие ферменты.
Молекула tC19Z, созданная группой ученых под руководством Филиппа Холлигера, представляет собой фермент РНК, который функционирует как само-репликатор.
РНК является структурно похожей на ДНК и также может быть использована для хранения генетической информации, например, у ряда вирусов. Некоторые молекулы РНК могут выступать в качестве ферментов, регулирующих важные химические реакции в клетках, но фермента РНК, который мог бы копировать другие сегменты РНК, не говоря уже саморепликации, не существует.
До сих пор единственным известным примером РНК-копирования являлась молекула, названная R18, которая может копировать РНК-сегмент до 14 "символов" длинной и работает только на определенных последовательностях.
Эксперты из лаборатории молекулярной биологии в Кембридже попробовали улучшить R18. Они собрали огромную коллекцию из тысячи различных версий молекулы и провели тщательную селекцию, наблюдая за процессом воспроизведения РНК. После нескольких раундов копирования ученые обнаружили несколько полезных генетических свойств, которые они смогли включить в окончательный фермент tC19Z.
Фермент tC19Z может надежно копировать РНК-последовательность до 95 символов, что почти в 7 раз превосходит свойства R18. Его производительность варьируется в зависимости от копируемых последовательностей, но в целом, молекула гораздо менее "избирательна", чем R18. Доктор Холлигер сравнил R18 со спортивным автомобилем, который передвигается только на гладкой, ровной дороге.
"В нашем новом ферменте установлены четыре колеса, так что он ездит практически как внедорожник", - заявил ученый.
Важно отметить, что tC19Z можете копировать фрагменты РНК, которые составляют почти половину его длины (48%). Для того, чтобы получить полностью самовоспроизводящуюся молекулу, необходимо, чтобы она могла копировать последовательности равной с ней длины, и tC19Z уже близок к этой цели.
В последние годы молекулярная биология добивается все более значительных успехов. Как сообщали ЮГА.ру, весной 2010 года известный американский генетик доктор Крейг Вентер сумел впервые получить искусственную клетку, которая функционировала благодаря вживленному в нее синтетическому геному.