Найдено еще одно недостающее звено химии происхождения жизни

Цепочки ДНК и РНК состоят из нуклеозидов, присоединенных к звеньям фосфата. Нужен он и для образования двойного слоя фосфолипидов – основы клеточных мембран, и для реакций образования пептидов из отдельных аминокислот. Однако если появление большинства соединений, которые складывают биологические макромолекулы, уже установлено, с фосфорилированием – реакциями, которые могли привести к присоединению фосфатов, – дело обстоит по-прежнему сложно.

 Предложен целый ряд сценариев, которые могли реализоваться в условиях ранней Земли, однако пока они не отличаются ясностью и простотой. Так, предполагается, что различные виды фосфатов могли вступать в реакцию с разными молекулами, причем каждый раз – в своих, особых, условиях. Все это слишком труднореализуемо, тем более в рамках единой среды, в которой, видимо, шли реакции, приведшие к появлению жизни.

 Новую – и куда более простую – версию выдвинула команда химиков из Исследовательского института Скриппса (TSRI), работающих во главе с Раманараянаном Кришнамурти (Ramanarayanan Krishnamurthy). В статье, опубликованной журналом Nature Chemistry, они выдвигают диамидофосфат (DAP) на роль универсального фосфорилирующего агента в добиологической химической эволюции. В лаборатории ученые показали, что в водном растворе DAP способен взаимодействовать со всеми нуклеозидами-предшественниками РНК, в широком диапазоне температур и других условий.

 В присутствии катализатора имидазола (который, видимо, был довольно широко распространен на ранней Земле) DAP вступает в реакцию и с глицерином, и с жирными кислотами – основой фосфолипидов клеточных мембран, которые в воде тут же образуют полые везикулы. И уже при комнатной температуре DAP реагирует с аминокислотами – аспарагином, глутамином, глицином – участвуя в образовании из них коротких пептидных цепочек.

Фосфорилирование трех видов органических соединений – нуклеозидов, аминокислот и жирных кислот – с помощью DAP дает готовые олигонуклеотиды, пептиды и мембранные пузырьки-везикулы / ©Krishnamurthy Lab, TSRI

Ранее Кришнамурти и его коллеги уже показывали способность DAP фосфорилировать простые сахара, участвуя в синтезе многих других важных для жизни молекул. С учетом того, что все эти реакции протекали в лаборатории при самых обычных условиях, они вполне могли протекать и на молодой Земле. Более того, механизм фосфорилирования, который реализуется во взаимодействиях с DAP, – тот же самый, какой сегодня используют более эффективные ферменты-протеинкиназы, что может служить еще одним косвенным доводом в пользу большой роли, которую сыграл этот фосфат в происхождении жизни.