Ученые из Университета Буффало (США) выяснили, что РНК могла концентрироваться в отдельных "каплях" до появления первых клеток - это могло стать одним из этапов зарождения жизни. В экспериментах РНК собиралась в такие структуры при температуре примерно на 10 градусов ниже, чем ДНК.

Исследование опубликовано в Nature Communications.

До появления первых клеток у молекул не было оболочки, которая удерживала бы их вместе. По словам ученых, это создает одну из главных загадок происхождения жизни: неизвестно, как хрупкие молекулы могли собираться в достаточной концентрации, чтобы вступать в химические реакции.

Эксперименты показали, что РНК может решать эту проблему, самостоятельно формируя концентрированные капли в соленой воде. Исследователи сравнили одинаковые по последовательности молекулы РНК и одноцепочечной ДНК и обнаружили неожиданную разницу: РНК начинала образовывать капли примерно на 10 градусов ниже, чем ДНК. В одном эксперименте разрыв достиг 15 градусов.

"Причина скрывается в крошечной химической детали. РНК и ДНК отличаются строением сахара всего одной дополнительной группой с атомом кислорода. Она позволяет РНК иначе взаимодействовать с ионами магния и молекулами воды. В результате цепочки РНК легче сближаются и объединяются в капли", - объяснили исследователи.

Некоторые из этих капель при определенных условиях превращались в гель: молекулы внутри образовывали плотную сеть и переставали свободно перемещаться. В отличие от обычных жидких капель, такое состояние не всегда исчезало после охлаждения. По мнению ученых, подобная структура могла бы дополнительно защищать РНК от неблагоприятной среды.

Результаты соотносятся с гипотезой "мира РНК", согласно которой на ранних этапах эволюции эта молекула могла одновременно хранить генетическую информацию и участвовать в химических реакциях.

Исследование пока не доказывает, что такие капли действительно существовали на молодой Земле. Однако ученые хотят выяснить, способны ли они не просто сохранять РНК, а запускать внутри себя биохимические реакции. В перспективе это может помочь понять, как от отдельных молекул возникли первые подобия клеток - еще до появления мембран.