Новые горизонты жизни: почему абиогенез может быть проще, чем мы думали 2:39
Вопрос происхождения жизни долгое время считался одной из самых сложных загадок современной науки. Доминировало мнение, что абиогенез — процесс возникновения живого из неживой материи — требует невероятно сложных условий, а значит, жизнь во Вселенной должна быть крайне редким явлением. Однако последние исследования, в которых принимал участие химик и специалист по синтетической биологии Стивен Беннер, предлагают взглянуть на этот вопрос иначе.
🧪 Разрушение «парадокса смолы» 5:17
Одной из главных преград для теорий абиогенеза был так называемый «парадокс смолы». Он заключается в том, что при попытке создать жизнь из органического материала путем приложения энергии (тепла или электричества) молекулы не превращаются в сложные живые структуры, а распадаются, образуя «смолу» — черное, непригодное для жизни вещество. В частности, рибоза (сахар, входящий в состав РНК) крайне нестабильна и быстро разлагается, что долгое время заставляло ученых сомневаться в «мире РНК» как в первой генетической системе.
Тем не менее, около 20 лет назад исследователи обнаружили, что в присутствии минералов, содержащих бор (например, буры), рибоза становится удивительно стабильной. Бор способен связываться с углеводами, предотвращая их распад, что предлагает элегантное решение старого химического парадокса.
🌋 Вулканическое стекло как колыбель жизни 7:41
Недавнее исследование, соавтором которого является доктор Стивен Беннер, показало, что формирование длинных цепей РНК, способных поддерживать эволюцию, происходит на удивление просто. При контакте с базальтовым вулканическим стеклом молекулы-предшественники РНК спонтанно собираются в цепочки.
- Доступность: Базальт был повсеместно распространен на ранней Земле, а также присутствует на поверхности Марса.
- Простота: Эксперимент оказался настолько доступным, что Стивен Беннер планирует создать обучающие наборы для школьников, чтобы они могли воспроизвести формирование РНК самостоятельно.
- Универсальность: Поскольку базальтовые породы — это результат естественных геологических процессов, характерных для большинства каменистых планет, можно предположить, что аналогичные условия для возникновения «мира РНК» могут существовать повсеместно во Вселенной.
🛸 Поиск жизни на Марсе: культурный тупик? 24:56
Стивен Беннер критически оценивает подход NASA к поиску внеземной жизни. По его мнению, эксперимент «Labeled Release» на аппаратах «Викинг» (1976 г.) показал положительный сигнал наличия жизни, который был проигнорирован из-за ошибочной интерпретации данных газового хроматографа-масс-спектрометра.
Ученый полагает, что внутри организации сформировалась своего рода «культурная неприязнь» к прямому поиску жизни из-за страха ошибочных заявлений, которые могут стоить финансирования и карьеры. Вместо этого, считает Беннер, необходимо использовать современные методы синтетической биологии. Его проект ALF (Agnostic Life Finder) нацелен на поиск жизни «агностическим» методом — то есть без допущения, что инопланетная жизнь обязательно должна использовать те же нуклеотиды, что и земная (A, G, C, T). Такой поиск можно было бы проводить в ходе добычи воды на Марсе для нужд будущих экспедиций SpaceX.
🧬 Парадокс информационных систем 51:31
Даже если мы получим «кг РНК», проблема абиогенеза не будет решена полностью. Существует парадокс разрушительных и созидательных катализаторов: в случайном пуле РНК молекул, способных разрушать другие РНК, гораздо больше, чем тех, что способствуют их репликации.
Стивен Беннер отмечает, что для перехода к дарвиновской эволюции необходимо, чтобы система не просто обладала структурой, но и имела механизмы, преодолевающие этот «энтропийный хаос». В настоящее время ученые пытаются понять, как в таком пуле случайных последовательностей могла зародиться способность к самокопированию.
⚠️ Опасности и надежды синтетической биологии 54:30
Относительно страхов перед созданием «опасных» синтетических микроорганизмов, Беннер настроен умеренно оптимистично: «В естественной среде конкуренция обычно подавляет инженерные формы жизни». Однако он признает, что история с пандемией COVID-19 заставила его пересмотреть взгляды на эволюционные риски: некоторые вирусы способны мутировать и адаптироваться к человеку без всякой помощи со стороны ученых.
На вопрос о возможном «инопланетном вмешательстве» в геном земных организмов в прошлом Беннер отвечает отрицательно. Молекулярная летопись жизни, по его словам, полностью соответствует классической палеонтологии и не несет никаких следов искусственного «модифицирования» извне.
