Новые статьи
Главная » Наука » Эволюция в пробирке
Эволюция в пробирке

Эволюция в пробирке

Растущая жизнь. Способные к самовоспроизводству молекулы РНК ветвятся в горизонтальной плоскости от центральной нити ДНК. Подобные РНК в пробирке демонстрируют большую часть признаков эволюции. Однако такая синтетическая прежизнь, в отличие от жизни настоящей,
не способна развить способности, обеспечивающие появление новых функций и продолжая реплицироваться до тех пор, пока есть пространство и исходный материал.

Джойс, профессор и декан в Исследовательском институте им. Скриппса в Ла-Хое (штат Калифорния), 53-летний молекулярный биолог — один из отцов-основателей гипотезы «мира РНК», утверждает, что, возможно, жизнь в том виде, в котором мы ее знаем, т.е. жизнь на основе ДНК и белков- ферментов, где РНК выступает по большей части в качестве переносчика генетической информации, развилась из более простых пребиотических систем, в основе которых были преимущественно или исключительно молекулы РНК. Конечно, эта идея имеет право на существование только в том случае, если РНК способны эволюционировать сами по себе. Профессор считает, что синтезированная им искусственная РНК отчасти представляет собой доказательство того, что такое возможно. Получив первичные результаты, они с Линкольном изменяли полученные молекулы, наблюдая за их самопроизвольными мутациями и ходом естественной конкуренции, в которой выигрывает сильнейший (т.е. наиболее приспособленный).

Эволюция в пробирке

В январе, за месяц до 200-летия со дня рождения Чарлза Дарвина, они опубликовали предварительные результаты в Science. Их небольшая «система в пробирке» на самом деле демонстрирует практически все основные признаки дарвиновской эволюции. Изначально в ней существовали 24 варианта самореплицирующихся РНК, которые воспроизводились с различной скоростью; в зависимости от параметров среды некоторые реплицировались быстрее других. РНК конкурировали друг с другом за строительный материал. Процесс репродукции этих молекул был несовершенен, поэтому вскоре появились новые, мутантные формы — Джойс назвал их рекомбинантами — и даже стали процветать.

«Эксперимент длился 100 часов, за это время число воспроизводимых молекул увеличилось в 1023 раз. Очень скоро изначальные реплицируемые типы молекул исчезли, а их место в популяции заняли рекомбинанты», — объясняет профессор. Однако никто из них не привнес в популяцию никаких новшеств — ничего, что не могли бы их предки.

Этот отсутствующий компонент является ключевым и отличает искусственную систему от настоящей жизни, существующей по законам дарвиновской эволюции. «Наша система не живая, — говорит Джойс. — В живой системе новые функции могут возникать из любой материи и на любом этапе развития. Наша цель — в лабораторных условиях воссоздать возникновение жизни. Чтобы достичь этого, мы должны усложнить систему до такой степени, чтобы она смогла создавать новые функции, а не просто оптимизировать те, которые в нее уже были заложены».

Эта цель выглядит вполне достижимой, потому что молекулы РНК в лаборатории Джойса были относительно простыми: каждая содержала только две геноподобных секции, которые могли варьироваться. Каждый из «генов» был коротким строительным блоком для синтеза новой РНК. Такая рибонуклеиновая нить, обладая каталитической активностью, обеспечивала синтез следующей РНК, активируя сборку двух аналогичных «генов» и соединяя эти нуклеотидные последовательности в единую нить — генетическую матрицу для синтеза подобного же рибозима. Полученный РНК-катализатор второго поколения обеспечивал образование все тех же двух свободных «генов», которые затем связывал в клон оригинальной нуклеотидной нити. Но иногда в этот циклический процесс вкрадывалась ошибка, в результате чего появлялись рекомбинанты, например если рибозим соединял «гены», принадлежащие разным нитям РНК, или располагал их в другой последовательности. Появление рекомбинантов обеспечивало поддержание разнообразия в системе, но создания новых «генов» при этом не происходило. Возможно, со временем удастся разработать столь же простую систему, которая будет способна производить новые «гены», или же это станет возможно при усложнении системы, например если каждая нить РНК будет содержать большее число «генов», которые будут подвергаться действию рибозима.

Читайте так же: «От «жизни в пробирке» к инструментам диагностики»

ВВЕДИТЕ АДРЕС ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЫ:





*Мы гарантируем сохранность ваших данных. Мы не рассылаем СПАМ!

Интересный факт Five Plus

Интересные Факты, События, Истории. Прошлое. Настоящее. Будущее. ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НОВЫЕ СТАТЬИ и будьте всегда в курсе!

Ответить

Адрес Вашей электронной почты не будет опубликован.Помеченные поля обязательны к заполнению *

*