Viena didžiausių mūsų planetos paslapčių yra tai, kaip negyvų cheminių medžiagų sriuba virto pirmąja gyva ląstele. Yra kelios konkuruojančios teorijos apie tai, kur tai įvyko – nuo užšalusio poliarinio ledo iki perkaitintų hidroterminių versmių. Tačiau vienas dalykas, dėl kurio sutaria dauguma mokslininkų, yra tai, kad gyvybė negalėjo prasidėti, kol neatsirado molekulė, galinti savaime kopijuotis.
Trijų mažų polimerazės ribozimo motyvų atradimas ir evoliucija. Šaltinis: Science (2026). DOI: 10.1126/science.adt2760
RNR pasaulis
Dešimtmečius RNR pasaulio hipotezė teigė, kad RNR buvo ta molekulė ir kad ji dauginosi prieš DNR ir baltymų evoliuciją. Ši RNR turėjo gebėti saugoti genetinę informaciją ir taip pat kurti tokius dalykus kaip naujos RNR grandinės.
Tačiau ši mąstymo mokykla turi didelę problemą: RNR molekulės (ribozimai), kurios, kaip žinome, gali kopijuoti kitas RNR molekules, yra didelės ir sudėtingos. Tai reiškia, kad labai mažai tikėtina, jog jos būtų savaime susiformavusios pirmykštėje organinėje sriuboje.
Tačiau atsirado naujas kandidatas, kuris gali išspręsti šią mįslę. Žurnale „Science“ paskelbtame tyrime Philippo Holligerio komanda MRC Molekulinės biologijos laboratorijoje Jungtinėje Karalystėje (MRC Laboratory of Molecular Biology in the UK) pranešė apie mažos RNR molekulės, vadinamos QT45, atradimą.
Jie ją rado peržiūrėję didžiulę 12 trilijonų atsitiktinių RNR sekų biblioteką. Jie ieškojo bet kokių RNR fragmentų, kurie galėtų veikti kaip polimerazė – molekulių konstruktorius. Kai komanda rado keletą perspektyvių kandidatų, jie atliko molekulinę stipriausiojo išlikimo testo versiją. Jie metė jiems iššūkį kurti vis ilgesnes grandines vis sunkesnėmis sąlygomis. Nugalėtoju tapo QT45.
Kopijavimo proveržis
Tuomet mokslininkai atliko eksperimentus su pažliugusiu, sūriu ledo kristalų ir skysčio mišiniu, kad imituotų ankstyvosios Žemės sąlygas. Šioje laboratorinėje aplinkoje QT45, kurį sudaro vos 45 nukleotidai, įrodė, kad gali veikti kaip polimerazė. Jis sukūrė komplementarią RNR grandinę, o vėliau panaudojo ją kaip šabloną visiškai naujai kopijai sukurti.
„Mūsų tyrimas rodo, kad visas sudėtingas RNR replikacijai reikalingas funkcijas gali atlikti vos 45 nukleotidų RNR motyvas“, – savo straipsnyje komentavo tyrėjai.
Tyrimo autorių teigimu, jei tokia maža molekulė gali atlikti sudėtingas užduotis, tokias kaip naujų grandžių kūrimas ir savęs kopijavimas, gyvybę pradedančios molekulės greičiausiai bus labiau paplitusios.
„Polimerazės aktyvumo atradimas mažame RNR motyve rodo, kad polimerazės ribozimai RNR sekos erdvėje yra gausesni nei manyta anksčiau.“
Edoardo Gianni et al, A small polymerase ribozyme that can synthesize itself and its complementary strand, Science (2026). DOI: 10.1126/science.adt2760