Открытие подтверждает теорию о том, что жизнь на Земле возникла из смеси РНК-ДНК
Это открытие является последним в серии открытий за последние несколько лет, указывающих на возможность того, что ДНК и ее близкий химический родственник РНК возникли вместе как продукты сходных химических реакций
В исследовании, опубликованном в журнале Angewandte Chemie, исследователи продемонстрировали, что простое соединение под названием диамидофосфат (DAP), которое, вероятно, присутствовало на Земле до возникновения жизни, могло химически связывать крошечные строительные блоки ДНК, называемые дезоксинуклеозидами, в нити первичной ДНК.
Это открытие является последним в серии открытий за последние несколько лет, указывающих на возможность того, что ДНК и ее близкий химический родственник РНК возникли вместе как продукты сходных химических реакций и что первые самовоспроизводящиеся молекулы — первые формы жизни на Земле — были смесями этих двух.
Открытие может также привести к новым практическим применениям в химии и биологии, но его главное значение заключается в том, что оно затрагивает извечный вопрос о том, как впервые возникла жизнь на Земле.
В частности, оно открывает путь для более обширных исследований того, как самореплицирующиеся смеси ДНК и РНК могли эволюционировать и распространяться на первобытной Земле и в конечном итоге посеять более зрелую биологию современных организмов.
«Это открытие является важным шагом на пути к разработке детальной химической модели возникновения первых форм жизни на Земле», — говорит старший автор исследования Раманараянан Кришнамурти, доктор философии, доцент кафедры химии в Scripps Research.
Открытие также отодвигает область химии происхождения жизни от гипотезы, которая доминировала в ней в последние десятилетия: гипотеза «мира РНК» утверждает, что первые репликаторы были основаны на РНК, и что ДНК возникла только позже как продукт жизненных форм РНК.
«Теперь, когда мы лучше понимаем, как первичная химия могла создать первые РНК и ДНК, мы можем начать использовать ее на смесях рибонуклеозидных и дезоксинуклеозидных строительных блоков, чтобы увидеть, какие химерные молекулы образуются — и могут ли они самовоспроизводиться и эволюционировать», — говорят ученые.
Они отмечают, что эта работа может иметь и широкое практическое применение.
Искусственный синтез ДНК и РНК — например, в технике «ПЦР», лежащей в основе тестов COVID-19, представляет собой огромный глобальный бизнес, но зависит от ферментов, которые относительно хрупки и поэтому имеют много ограничений.
Надежные, не содержащие ферментов химические методы получения ДНК и РНК могут оказаться более привлекательными во многих контекстах, говорят исследователи.