Профессор Раманараянан Кришнамурти вместе с командой химиков смог получить вещество, из которого, по мнению ученых, на молодой Земле появились первые компоненты для формирования клеточной жизни.

Истоки зарождения жизни на Земле — величайшая загадка, над которой бьются ученые по всему миру. На этот счет существует множество гипотез, но ни одна из них так и не была полностью доказана: даже ведущие специалисты ломают голову над тем, какие обстоятельства помогли превратить неживую природу в протоорганику. Новое открытие, сделанное химиками из Научно-исследовательского института Скриппса (TSRI), может помочь ответить на один из самых важных вопросов в этой области: какие химические реакции привели к возникновению жизни?

Биохимия первых органических соединений

Ранее ученые предполагали, что важной частью «механизма жизни» является конкретная химическая реакция — фосфорилирование. С ее помощью можно комбинировать три ингредиента, которые, как считает современная наука, играли важнейшую роль для самых первых форм жизни. Это короткие нуклеотидные нити для хранения генетической информации; короткие фрагменты аминокислот для выполнения большей части базовой клеточной программы; наконец, липиды, формирующие стенки внутриклеточных структур. Однако до сих пор не было найдено ни одного соединения, способного в ходе реакции образовывать все три компонента. Теперь же оно найдено: диамидофосфат (DAP), по мнению химиков, присутствовал на Земле в период зарождения жизни и может быть ключом ко многим загадкам ее химической природы.

Ведущий автор исследования Раманараянан Кришнамурти (Ramanarayanan Krishnamurthy), адъюнкт-профессор химии в TSRI, в своем пресс-релизе отметил, что фосфорилирование могло спровоцировать появление олигонуклеотидов, олигопептидов и базовых клеточных структур, составляющих единое целое. Это также открывает возможности для существования и других химических процессов, которые ранее считались невозможными в условиях молодой планеты.

Секреты фосфорилирования

Опубликованное сегодня в Nature Chemistry, это исследование дает ученым новую надежду на то, что мы можем узнать что-то новое о превращении «химического хаоса» в клеточную биологию и биохимию. Другие реакции тоже считаются способными к фосфорилированию данных молекул, но они, во‑первых, требуют различных агентов, а во-вторых маловероятных сред для разного типа веществ. Кришнамурти трезво оценивает ситуацию и заявляет, что «трудно представить, как самые разные процессы могли объединиться в одном и том же месте, чтобы произвести в итоге первые примитивные формы жизни».

Его открытие — это лишь начало серьезной исследовательской работы, которая поможет ученым лучше понять происхождение жизни на Земле. Оно до сих пор не служит опровержением для прочих, даже самых абсурдных гипотез: пока неясно, сформировалась ли жизнь под воздействием внешних факторов, появилась ли на нашей планете в результате падения метеорита или стала результатом кропотливой работы инопланетян. О чем DAP позволяет судить с высокой степенью уверенности — так это о самой базовой клеточной биохимии. Ученые продемонстрировали, как фосфорилирование простых сахаров приводит к образованию углеводов, которые и были первыми «кирпичиками», из которой строилась жизнь. Самому профессору его работа напоминает Крестную фею из «Золушки» — «все, чего не касалась наша волшебная палочка, превращалось во все более сложные и удивительные структуры», шутит он.