Глина – источник жизни?
Непременным условием зарождения жизни должен был быть процесс компартментализации, когда самовоспроизводящаяся молекула нуклеиновой кислоты (вероятнее всего, РНК) вместе с другими сопутствующими молекулами отделилась от окружающего пространства полупроницаемой мембраной и образовала первую протоклетку. Команда физиков Гарвардской школы инженерии и прикладных наук в Принстоне и Брандеисе продемонстрировала формирование полупроницаемых пузырьков из неорганической глины. Исследование, опубликованное в последнем номере журнала Soft Matter, показывает, что пузырьки глины обеспечивают идеальный контейнер для изоляции сложных органических молекул. Следовательно, примитивные протоклетки в эпоху зарождения жизни могли образоваться внутри микрокомпартментов неорганической глины.
«В последние десятилетия выходило много работ, посвящённых роли воздушных пузырьков в разнообразных химических реакциях, – цитирует ведущего автора исследования Ананда Бала Субраманиама (Anand Bala Subramaniam) портал ScienceDaily. – А мы разобрались, как это может происходить в глине, и получили полупроницаемые везикулы из материалов, легкодоступных в окружающей среде».
Такие «глиняные пузыри» формируются естественным образом, когда пластинчатые частицы глинистого минерала монтморрилонита собираются на внешней поверхности пузырьков воздуха под водой. В результате образуется крепкий глиняный пузырёк, достаточно прочный, чтобы защитить своё содержимое в динамической водной среде. Микроскопические поры в пузырьке обеспечивают его полупроницаемость: они позволяют небольшим молекулам беспрепятственно проникать в «клетку», но предотвращают выход биополимеров (таких, как нуклеиновые кислоты и белки) во внешнюю среду.
Монтмориллонит – это достаточно изученный минерал. Он известен как хороший химический катализатор. Существуют данные о том, что он способен ускорять процессы формирования липидных мембран и даже присоединения отдельных нуклеотидов к растущей цепи РНК при её синтезе. Поскольку эти два процесса играли ключевую роль в образовании жизни, авторы исследования считают, что глинистый минерал мог тогда выполнять двойную функцию – компартментализации и катализа важнейших биологических процессов.
«Сыграли ли такие глиняные пузырьки важнейшую роль в происхождении жизни, конечно, неизвестно, – говорит Субраманиам. – Но факты говорят, что какую-то роль они могли сыграть».
Источник информации:
Anand Bala Subramaniam, Jiandi Wan, Arvind Gopinath, Howard A. Stone. «Semi-permeable vesicles composed of natural clay». Soft Matter, 2011; DOI: 10.1039/C0SM01354D.
ИЛЬЯ ЩЕГЛОВ
