Группа исследователей из Японии провела эксперимент, который поможет пролить свет на процесс зарождения жизни на Земле. Выяснилось, что искусственно созданные протоклетки способны размножаться и пополнять свои энергетические запасы. В лаборатории удалось понаблюдать за сменой трех поколений таких микроорганизмов.

Современная наука пока только в общих чертах может объяснить, как зародилась жизнь на нашей планете. Предполагается, что все началось с метеоритов. Они принесли на Землю простые соединения на основе углерода – аминокислоты. Постепенно эти вещества накапливались, что привело к появлению клеток, которые начали воспроизводить самих себя и принимали все более сложные формы. Однако детали этого процесса все еще остаются загадкой.

Команда японских биологов под руководством Кенсуке Курихары (Kensuke Kurihara) попыталась заполнить эти пробелы. Ученые создали искусственные клетки, подобные тем, что могли существовать на Земле на заре эволюции. Цель исследования – лучше понять, что позволило этим организмам начать деление и, как следствие, стремительное развитие.

Биологи создали синтетическую протоклетку. В ее состав входят ДНК и белки, упакованные в липиды – соединения на основе жира, имитирующие клеточные мембраны. Эти сферы пока нельзя назвать живыми, но плавающая в них ДНК содержит инструкции, которые позволят микроорганизмам при благоприятных условиях начать размножение. Изменяя кислотность среды, исследователи сумели спровоцировать деление клеток.

Гораздо сложнее было восстановить запас необходимых для деления веществ, чтобы процесс размножения мог начаться заново, как это происходит в настоящих живых организмах. Обойти эту трудность научная команда смогла, "научив" синтетические клетки поглощать другие протоклетки, содержащие необходимые вещества.

Что еще важнее, биологи стали лучше понимать циклические процессы, проходящие в синтетических образованиях. Именно химический "ритм" играет ключевую роль в делении протоклеток. Цикл состоит из поглощения, копирования ДНК, созревания и деления. То есть сначала микроорганизмы соединяются, чтобы пополнить свои энергетические запасы. Затем происходит копирование ДНК, а вскоре дочерние клетки отделяются от родительских.

Представители научной группы из Японии уверены, что созданная ими модель достоверно отражает процессы, происходившие на древней Земле. Именно так формировались и распространялись по планете предки всех ныне живущих существ.

Протоклетки не могли быть замкнуты в самих себе. Они испытывали необходимость в пополнении энергетических запасов перед началом очередного цикла воспроизводства. Изменения в кислотности окружающей среды, которую экспериментаторы наблюдали между третьей и четвертой фазами своего исследования, могли реально происходить в окрестностях геотермальных источников.

Впрочем, участники научной группы не нашли ответов на некоторые важные вопросы. Они пока не могут описать, как гены протоклеток влияли на их физические характеристики, как происходили мутации, как быстро могли размножаться эти организмы. Биологи надеются создать более совершенную модель протоклетки, чтобы продолжить свои исследования.