Десятки молекул, необходимых для синтеза белка, могут находиться рядом достаточно долго, чтобы их успела захватить липидная мембрана, сформировав таким образом «псевдоклетку».
Первым биологическим молекулам, возникшим на Земле, нужно было решать важную задачу: чтобы провести какой-то процесс (к примеру, копирование наследственной информации или синтез белка), им надо было встретиться — как-то объединиться на небольшом участке раствора и не разбегаться далеко друг от друга.
В этом биомолекулам могли бы посодействовать липиды, которые сформировали бы пузырьки из протомембран. Но могло ли всё это произойти самопроизвольно?
Липосома под микроскопом (фото Visuals Unlimited / Corbis).
Мы не знаем, как выглядели биологические молекулы той поры, но можем пытаться воспроизвести те древнейшие события с помощью молекул нынешних. Именно это и попытался сделать Паскуале Стано (Pasquale Stano) из Третьего римского университета (Италия) вместе с коллегами из Йенского университета имени Фридриха Шиллера (Германия). Они взяли все необходимые компоненты для трансляции (в качестве матрицы использовалась РНК с кодом зелёного флуоресцирующего белка) и поместили их в довольно большой объём раствора. Компонентов было числом 83, и для синтеза белка все они должны были собраться вместе, ибо когда они плавали в «общем бассейне» сами по себе, никакого белкового производства не случалось.
В общем, исследователи добавили в раствор липидные молекулы POPC, которые формировали липосомы — липидные пузырьки, напоминающие обычные живые клетки. Так экспериментаторы намеревались проверить, сколько молекул для синтеза белка удастся захватить таким «псевдоклеткам».
Большинство липосом, как пишут исследователи в Angewandte Chemie, содержали лишь несколько видов молекул, необходимых для трансляции, и никакого, следовательно, синтеза белка в них не шло. Однако примерно пять липосом из 1 000 захватывали внутрь себя все 83 вида нужных молекул — и белок в них синтезировался.
Дело здесь, видимо, было не столько в липосомах, сколько в общей склонности разных деталей молекулярных машин к комплексообразованию. Разные компоненты могли сближаться и оставаться друг подле друга достаточно долго, чтобы к ним, во-первых, присоединились другие, а во-вторых, чтобы их успели захватить липосомы.
То есть, делают вывод исследователи, в самоорганизации молекулярных машин на заре жизни не было ничего невозможного. Впрочем, напомним, что все подобные результаты нужно делить на то, что мы лишь можем предполагать, как выглядели тогдашние биомолекулы и чем именно они тогда занимались.
Подготовлено по материалам Ars Technica. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.
