Як саме життя виникло з неживої матерії - одна з найбільших загадок біології. Але з тривалим дослідженням нашої власної історії походження, здається, що життя на ранній Землі просто жадало народитися. У нових дослідженнях, проведених в Georgia Tech і Дослідницькому інституті Scripps, вчені приготували «початковий суп» і виявили, що деякі з найважливіших будівельних блоків життя спонтанно складаються в дивовижно ефективний спосіб.
В даний час наша найкраща теорія про те, як виникло життя, обертається навколо «початкового супу», багатої поживними речовинами рідини, повної хімічних речовин, які реагують один з одним, створюючи молекули, такі як РНК і амінокислоти. Вони, своєю чергою, продовжують формувати білки, клітини та інші важливі частини життя.
Для свого дослідження вчені відтворили цей початковий суп з інгредієнтами, які в той час могли існувати на Землі. Він включає в себе деякі амінокислоти, які використовує життя - лізин, аргінін і гістидин - а також три інші, які життя не використовує. Потім їх помістили у воду, що містить оксикислоти, які допомагають амінокислотним реакціям. Нарешті, суміш нагрівали до 85 ° C для імітації умов епохи і запуску хімічних реакцій.
Вчені перевіряли, наскільки легко амінокислоти зв'язуються один з одним в цих умовах, особливо наскільки добре утворюються біологічні фрагменти, схожі на ранні білки. Вони очікували, що небіологічні амінокислоти будуть заважати цьому процесу.
Але на диво вони помилилися. Біологічні амінокислоти легко зв "язуються, окрім небіологічних. Це було несподівано, тому що вони пов'язані через лід-амін в ядрі амінокислоти, яка зазвичай менш реакційноздатна, ніж інші.
«Ми виявили високу перевагу для включення цих біологічних амінокислот і зв'язку через лід-амін», - говорить Моран Френкель-Пінтер, перший автор дослідження. "Нас здивувало, що ця хімія сприяла з'єднанню лід-аміну, виявленому в білках, хоча хімічні принципи могли б змусити нас вважати, що небілковий зв'язок буде кращим. Перевага білкоподібного зв'язку перед небілковою була близько семи до одного ".
Це може допомогти пояснити, чому життя використовує лише 20 з 500 амінокислот, які природно були присутні на ранній Землі. Це ті, які пов'язують найбільш легко, формуючи фрагменти білка, з якими життя могло б почати працювати, щоб стати більш «творчим».
«Наша ідея полягає в тому, що життя почалося з безлічі будівельних блоків, але ми не знаємо, скільки було обрано на основі чистої хімії або скільки біологічних процесів вибрало», - говорить Лорен Вільямс, головний автор роботи. «Дивлячись на наше дослідження, здається, що сучасна біологія може відображати ці ранні пребіотичні хімічні реакції більше, ніж ми думали».
Загальна думка про походження життя говорить про те, що, ймовірно, був якийсь енергетичний каталізатор, який міг би запустити його - можливо, від вулканічної активності або ударів блискавки. Але ця команда вчених каже, що рецепт для життя не потребує цього, і міг би обійтися за набагато м'якших умов. У попередній роботі дослідники показали, як багаторазове висихання і повторне зволоження первинного супу могло допомогти еволюції життя.
Дослідження було опубліковано в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.