QT45 — самовоспроизводящаяся РНК из 45 звеньев, обнаруженная в ледяных условиях, и ее значение для полевых операций
Концентрация при замерзании-оттаивании в первичных ледяных карманах может увеличивать концентрации растворенных веществ на несколько порядков, создавая условия, подобные микрореакторам, сопоставимые с тем, как рефрижераторные распределительные узлы и логистика холодовой цепи концентрируют и перемещают грузы между терминалами.
Ключевой вывод с первого взгляда
Исследователи из Лаборатории молекулярной биологии Медицинского исследовательского совета (MRC LMB), Кембридж, идентифицировали компактную молекулу РНК, QT45, состоящую из 45 химических единиц, которая способна копировать цепи РНК и даже синтезировать себя в слабощелочных, замороженных условиях. QT45 заметно короче, чем ранее изученные рибозимы (часто >150 единиц), что повышает вероятность ее спонтанного образования в правдоподобных условиях ранней Земли.
Как была найдена молекула
Открытие стало результатом систематического процесса отбора. Была создана большая библиотека случайных последовательностей РНК — порядка триллиона вариантов — и подвергнута итеративным циклам отбора и мутации. Последовательности, которые проявляли какую-либо копировальную активность, сохранялись и развивались в течение многих раундов, пока на гелях не появилась воспроизводимая полоса репликации, отмечающая появление QT45.
Основные моменты эксперимента
- Рандомизированная библиотека: проверено ~1 000 000 000 000 последовательностей
- Метод отбора: итеративное обогащение активности копирования
- Результат: появление QT45 после нескольких циклов отбора
- Укорочение: функция сохранена до ~35 единиц со снижением эффективности
- Среда: активность наблюдалась в холодных, слабощелочных условиях замораживания-оттаивания
Сравнительная производительность
| Атрибут | Типичные длинные рибозимы (>150) | QT45 (45 единиц) |
|---|---|---|
| Длина | 150+ единиц | 45 единиц (может быть 35) |
| Вероятность спонтанного образования | Очень низкая | Выше |
| Способность к самокопированию | Трудно продемонстрировать | Продемонстрировано (синтетический самосинтез) |
| Оптимальные условия | Неясные или тёплые | Слабощелочные, замороженные микросреды |
Почему важны замороженные карманы
Когда вода замерзает, кристаллы льда исключают растворенные вещества и концентрируют их в жидких прожилках. Этот механизм концентрации ускоряет некоторые реакции и стабилизирует лабильные молекулы, такие как РНК. Команда предполагает, что среды с чередованием тепла и холода — например, гидротермальные пруды вблизи полярных регионов — обеспечивают циклы концентрации, теплового
