Ученые придумали способ, позволяющий стабилизировать синтетическую мембрану протоклеток. Это важный шаг на пути создания полноценных искусственных бактерий.
Результаты исследования, проведенного американскими биохимиками под руководством нобелевского лауреата Джека Шостака, опубликованы в свежем номере журнала Science.
Команда Шостака работает над созданием искусственной жизни уже больше десяти лет. Ученые пытаются «собрать» простейшую живую клетку в лабораторных условиях - они надеются, что это поможет разрешить загадку зарождения жизни на Земле.
В своих опытах специалисты столкнулись с серьезным затруднением. Дело в том, что молекулы РНК (носители генетической информации) в отсутствие специально предназначенных для этого ферментов могут реплицироваться (удваиваться) только при наличии ионов магния. Однако эти ионы быстро разрушают однослойную мембрану из жирных кислот, которая, предположительно, окружала протоклетки в «первичном бульоне».
Авторы работы пытались справиться с этим препятствием, добавляя в раствор с синтетическими протоклетками разнообразные хелаты - соединения, способные взаимодействовать с ионами металлов и тем самым нейтрализовывать их. Выяснилось, что почти все хелаты, связываясь с магнием, останавливают репликацию РНК. Исключение составили цитраты - соли лимонной кислоты. Они защищали мембрану, но не мешали синтезу РНК.
Эксперимент показал, что мембранный пузырек, содержащий нить РНК, состоящую из цитозина (азотистое основание), при обработке магнием и цитратами остается стабильным. А если в раствор добавить еще гуанин (азотистое основание, парное к цитозину), то он мигрирует сквозь мембрану и образует вторую нить РНК.
«Мы первые, кто смог добиться удвоения РНК в пузырьке из жирных кислот без участия ферментов», -- пояснил Шостак. На следующем этапе ученые планируют выяснить, могут ли вместо цитратов быть задействованы простые пептиды. В этом случае синтетическая протоклетка будет еще сильнее напоминать протобиотические образования, из которых когда-то возникла жизнь на Земле.
