Самовоспроизведение без жизни: синтетические клетки бросают вызов природе

Жизнь на Земле — это удивительный феномен, основанный на сложнейших биохимических процессах. От деления бактерий до развития многоклеточных организмов — всё подчинено строгим молекулярным механизмам, которые долгое время считались незаменимыми для самовоспроизведения. Но что, если ключевые признаки жизни могут возникать вне биохимии?

Последние исследования Гарвардского университета показывают, что это возможно. Ученые создали синтетическую систему, в которой полимерные структуры формируются, растут и размножаются без участия биологических молекул. Этот прорыв не только расширяет наше понимание происхождения жизни, но и открывает путь к созданию принципиально новых, искусственных «живых» систем.

Эксперимент: как небиохимические структуры обретают «жизнь»

В основе исследования лежал эксперимент с системой, полностью свободной от биохимических компонентов. Ученые использовали водный раствор гидрофильного полимера с гидрофобным агентом переноса цепи (CTA), мономером и фотокатализатором. Смесь помещали в инертную среду и облучали зеленым светом (530 нм), что запускало процесс фотополимеризации. В результате образовывались амфифильные блок-сополимеры, которые спонтанно собирались в везикулоподобные структуры — синтетические аналоги клеток.

Но самое удивительное началось дальше: эти везикулы не просто сохраняли стабильность, но и демонстрировали поведение, напоминающее размножение. Они высвобождали полимерные «споры», которые, в свою очередь, формировали новые поколения везикул. Причем каждая последующая генерация наследовала ключевые свойства от «родительских» структур. Этот процесс, хотя и полностью абиотический, удивительно точно имитировал самовоспроизведение живых клеток.

Почему это открытие меняет представления о жизни?

1. Жизнь может быть проще, чем мы думали
   Традиционно считалось, что самовоспроизведение требует сложных биохимических механизмов — ДНК, РНК, белков и ферментативных реакций. Однако эксперимент показал, что даже простые полимерные системы способны к «размножению» под воздействием внешних факторов (в данном случае света). Это заставляет пересмотреть гипотезы о том, как могла зародиться первая жизнь на Земле — возможно, первые самовоспроизводящиеся системы были гораздо проще, чем современные клетки.
2. Новые горизонты для синтетической биологии
   Если самовоспроизведение возможно без биохимии, значит, мы можем создавать полностью искусственные «живые» системы, не зависящие от биологических молекул. Это открывает перспективы для разработки новых материалов, способных к самосборке и регенерации, а также для конструирования синтетических организмов с заданными свойствами.
3. Поиск жизни за пределами Земли
   До сих пор астробиологи искали признаки жизни, ориентируясь на земную биохимию. Но если самовоспроизведение возможно в чисто химических системах, значит, инопланетная жизнь может быть устроена совершенно иначе. Это расширяет критерии её поиска в космосе.

Шаг к пониманию сущности жизни

Исследование гарвардских ученых — это не просто демонстрация химического фокуса, а фундаментальный прорыв, стирающий границы между живым и неживым. Оно показывает, что ключевые свойства жизни могут возникать из простых физико-химических процессов, без участия ДНК или белков.

Возможно, в будущем мы сможем создать полностью синтетические «организмы», которые будут размножаться, эволюционировать и адаптироваться — и всё это без единой биохимической молекулы. А пока это открытие заставляет нас задуматься: что на самом деле делает живое — живым?