Учените имат доста добра теория за това как се е зародил животът на Земята – метеорити, които бомбардирали планетата ни, донесли прости въглеродни съединения, наречени аминокиселини. Впоследствие тези химикали започнали да се комбинират помежду си, създавайки първите клетки, които имали способността да се делят и по този начин да участват в състава на по-сложни форми на живот. Но учените не разбирали механизмите, чрез които най-ранните същества са еволюирали – въпреки че тези клетки можели да се възпроизвеждат, те не били точно живи.
Екип японски биолози са създали изкуствени клетки, които наподобяват най-първите примери за клетъчно формиране на Земята, пише в онлайн изданието на Nature Communications. Изследователите са направили синтетична протоклетка, съдържаща ДНК и протеини, пакетирани в липиди (мастни съединения, които трябва да имитират клетъчна мембрана). Тези малки сфери не са живи, но в тяхната ДНК се съдържат инструкции за възпроизвеждане при подходящи условия. Изследователите били способни да задействат процеса на клетъчно делене, като променяли киселинността на средата (pH). Трудната част от експеримента била възстановяването на ресурсите в клетките, за да може процесът да се повтаря отново и отново. За да се справят с този проблем, учените програмирали синтетичните клетки да се комбинират с други подобни структури от обикалящата ги среда. И това проработило! Успешно били създадени три поколения такива клетки.
Нещо повече, изследователите смятат, че вече разбират цикличния процес, чрез който синтетичните клетки (следователно и протоклетките) се възпроизвеждат – консумация (клетките се комбинират за възстановяване на необходимите ресурси), репликиране (ДНК се копира), узряване (клетките се подготвят за делене) и делене (майчинската клетка се разделя на две).
a) фаза на консумация; b) фаза на репликиране; c) фаза на узряване; d) фаза на делене. Kensuke Kurihara et al, Nature Communications, 2015
a) фаза на консумация; b) фаза на репликиране;
c) фаза на узряване;
d) фаза на делене. Kensuke Kurihara et al, Nature Communications, 2015
Изследователите вярват, че техният модел може да имитира предшествениците на живота на нашата планета. Клетките си взаимодействали с околната среда и така възстановявали жизненоважните за тях вещества. Има голяма вероятност промените в киселинността на средата, които задвижват три от четирите фази, да се случат в хидротермални шахти в океаните.
