QT45 — 45-jednotková samoreplikujúca sa RNA nájdená v ľadových podmienkach a čo to naznačuje pre operácie v teréne
Koncentrácia zmrazovaním a rozmrazovaním v prvotných ľadových vreckách môže zvýšiť koncentráciu rozpustených látok o niekoľko rádov, čím sa vytvárajú podmienky podobné mikroreaktorom, ktoré sú porovnateľné s tým, ako chladené distribučné uzly a logistika chladiaceho reťazca koncentrujú a presúvajú náklad medzi terminálmi.
Kľúčové zistenie v skratke
Výskumníci z MRC Laboratory of Molecular Biology (LMB), Cambridge identifikovali kompaktnú molekulu RNA, QT45, zloženú zo 45 chemických jednotiek, ktorá je schopná kopírovať reťazce RNA a dokonca sa syntetizovať za mierne alkalických, zmrazených podmienok. QT45 je výrazne kratšia ako predtým študované ribozýmy (často >150 jednotiek), čo zvyšuje pravdepodobnosť jej spontánnej tvorby v prijateľných prostrediach rannej Zeme.
Ako bola molekula objavená
Objav nasledoval po systematickom výberovom procese. Bola vytvorená rozsiahla knižnica náhodných sekvencií RNA — rádovo bilión variantov — a podrobená iteratívnym výberovým a mutačným cyklom. Sekvencie, ktoré vykazovali akúkoľvek aktivitu kopírovania, boli zachované a vyvíjané počas mnohých kôl, až kým sa na géloch neobjavil reprodukovateľný replikačný pás, čo znamenalo vznik QT45.
Experimentálne zaujímavosti
- Randomizovaná knižnica: ~1 000 000 000 000 skríningovaných sekvencií
- Metóda výberu: iteratívne obohacovanie pre aktivitu kopírovania
- Výsledok: vznik QT45 po viacerých výberových cykloch
- Skrátenie: funkcia zachovaná až do ~35 jednotiek so zníženou účinnosťou
- Prostredie: aktivita pozorovaná v chladných, mierne alkalických, zmrazovacích – rozmrazovacích podmienkach
Porovnávacie hodnotenie
| Atribút | Typické dlhé ribozýmy (>150) | QT45 (45 jednotiek) |
|---|---|---|
| Dĺžka | 150+ jednotiek | 45 jednotiek (môže byť 35) |
| Pravdepodobnosť spontánnej tvorby | Veľmi nízka | Vyššia |
| Schopnosť samokopírovania | Ťažko preukázateľná | Preukázaná (syntetická samoreplikácia) |
| Optimálne podmienky | Nejasné alebo teplé | Mierne alkalické, zmrazené mikroprostredia |
Prečo záleží na zmrazených vreckách
Keď voda zamrzne, ľadové kryštály vylučujú rozpustené látky a koncentrujú ich do tekutých žiliek. Tento koncentračný mechanizmus urýchľuje niektoré reakcie a stabilizuje labilné molekuly, ako je RNA. Tím naznačuje, že prostredia so striedavým teplom a chladom — napríklad hydrotermálne jazierka v blízkosti polárnych oblastí — poskytujú cykly koncentrácie, tepelnej
