Нуклеотиды: как зародилась жизнь - Возможность Вечности

"Японский учёный Томонори Тотани рассмотрел процесс, известный как абиогенез - то, как нуклеотиды могут самопроизвольно образовываться во вселенной"

Новое исследование объединяет биологические и космологические модели для того, чтобы помочь ответить на один из величайших экзистенциальных вопросов: как зародилась жизнь? Профессор Томонори Тотани из Департамента астрономии Токийского университета рассмотрел процесс, известный как абиогенез – то, как нуклеотиды (строительные блоки жизни) могут самопроизвольно образовываться во вселенной.

Если во вселенной есть что-то определенное, так это то, что жизнь существует. Должно быть, это началось где-то в какой-то момент времени. Но, несмотря на всё то, что мы знаем из биологии и физики, точные подробности того, как и когда началась жизнь, а также того, началась ли она где-то в другом месте, в значительной степени являются спекулятивными (теоретическими). Это заманчивое упущение в наших коллективных знаниях заставило многих любопытных ученых отправиться в путешествие, чтобы раскрыть некоторые новые детали, которые могут пролить свет на само существование Человечества.

Токийский университет, Япония

РНК и ДНК

Поскольку единственная известная нам жизнь существует на Земле, изучение ее происхождения ограничено конкретными условиями, в которых мы здесь находимся. Поэтому в большинстве исследований в этой области рассматриваются самые основные компоненты, общие для всех известных живых существ: рибонуклеиновая кислота или РНК. Это гораздо более простая и более важная молекула, чем более известная дезоксирибонуклеиновая кислота или ДНК, которая определяет то, как мы «собираемся» вместе. Но РНК все ещё на несколько порядков сложнее, чем виды химических веществ, которые можно найти «плавающими» в космосе или «прилипшими» к лицу безжизненной планеты.

От 40 до 100 нуклеотидов

РНК – это полимер, который состоит из химических цепей, в данном случае известных как нуклеотиды. Исследователи в этой области имеют основания полагать, что для самореплицирующегося поведения, нужного для существования жизни, необходима РНК длиной не менее 40-100 нуклеотидов. При наличии достаточного времени и при правильных химических условиях, нуклеотиды могут самопроизвольно соединяться, образуя РНК. Но современные оценки учёных предполагают, что магическое число от 40 до 100 нуклеотидов не должно было стать возможным в том объеме пространства, которое мы рассматриваем в наблюдаемой вселенной.

Вселенная. Нуклеотиды

Абиогенез

«Однако, вселенная есть нечто большее, чем мы наблюдаем. В современной космологии принято считать, что вселенная пережила период быстрой инфляции, создавая обширную область расширения за горизонтом того, что мы непосредственно можем наблюдать. Фактор этого большего объема в моделях абиогенеза чрезвычайно увеличивает шансы возникновения жизни», – сказал Тотани.

Действительно, наблюдаемая вселенная содержит около 10 секстиллионов (10²²) звезд. Говоря на языке статистики, вещество в таком объеме должно быть способно производить только РНК из приблизительно 20 нуклеотидов. Но подсчитано, что благодаря быстрой инфляции во Вселенной может содержаться более 1 гугола звёзд (10¹⁰⁰), и если это так, то более сложные, обеспечивающие и поддерживающие жизнь структуры РНК более чем вероятны – они практически неизбежны.

«Как и многие в этой области исследований, я движим любопытством и множеством вопросов. Объединение моего недавнего исследования химии РНК с моей долгой историей космологии приводит меня к осознанию того, что существует правдоподобный путь перехода вселенной из абиотического (безжизненного) в биотическое состояние. Это захватывающая мысль, и я надеюсь, что данное исследование сможет помочь нам раскрыть происхождение жизни», – сказал Тотани.