Как известно «растущая жизнь» - это понятие, которое появилось сравнительно недавно. Ученые установили, что существуют молекулы РНК способные самопроизводиться и разветвляться от центральной нити ДНК. Такие РНК способны рассказать многое о признаках своей эволюции. Но пока такая жизнь, созданная синтетическим путем, имеет существенные отличия от настоящей жизни и не может обладать такими свойствами, которые способны проявляться в новых функциональных возможностях.
Увидев результаты своих исследований, доктор Джералд Джойс поспешил поделиться ими с научной общественностью и опубликовал свою статью в одном из изданий. Долгие года работы Джералда и его студента Трэйси Линкольна привели к тому, что им удалось обнаружить короткие, но очень существенные последовательности РНК, которые могут удваиваться при добавлении водного раствора с прострой структурой строительных блоков. Преумножение происходит в десятикратном размере за несколько часов и продолжается до тех пор, насколько позволяет объем и исходный материал.
Результаты экспериментов полностью удовлетворили профессора Джойса. Его исследования говорят о том, что привычная жизнь, которая известна в научном мире (жизнь, основанная на ДНК и белковых ферментах, где РНК является переносчиком генетической информации), превратилась в простую пребиотическую систему, в которой особую роль играют молекулы РНК. Конечно, такое предположение иметь место в нашем мире, если РНК будут способны самостоятельно эволюционировать. Опыты профессора по синтезу искусственного РНК говорят о том, что такой процесс возможен в природе без участия человека. профессор и его ассистент, получив первичную информацию, стали интенсивно экспериментировать с искусственным РНК и наблюдать за процессами эволюции и мутации ее в условиях конкуренции. В таких условиях побеждают сильные РНК, то есть самые приспособленные молекулы.
В 2010 году профессор публикует свои результаты исследований в журнале Science. Статья была опубликована в преддверье до 200-летия рождения известного ученого Чарльза Дарвина. Их «жизнь в пробирке» продемонстрировала миру на практике все фундаментальные признаки дарвиновской теории. В первое время в ней нашли место 24 варианта саморазвивающихся РНК, которые производились с различными скоростными характеристиками; зависимость роста обусловлена параметрами среды и поэтому некоторые молекулы РНК растут более интенсивней. В этом процессе РНК конкурируют за право овладеть новыми блоками строительного материала. Данный процесс не является совершенным и в процессе развития и роста молекулы РНК мутируют. Профессор дал названия им – рекомебинанты.
Данный эксперимент продолжался около 100 часов, и за это время численность молекул возросла в 10 в 23 степени раз. Изначальные молекулы РНК исчезли, а на их место пришли новые – рекомбинанты. Но такая замена не внесла в популяцию ничего нового, кроме того, что умели их предки.
Как объясняет профессор, целью эксперимента не являлось достижение и выведение новых функциональных возможностей живого организма, а просто изучение зачатия жизни и его развитие. Для достижения поставленной цели ученые должны создать сложную систему, при которой можно воссоздать новые функции, а не просто улучшить те, что уже имеются.
Данная цель реально выполнима, так молекулы РНК во время экспериментов Джойса имели простую структуру: одна молекула содержала две геноподобные секции, которые могли иметь множество вариантов. Каждый ген являлся строительным кирпичиком для синтеза нового РНК. При этом происходила активация двух «подобных» генов и соединение в нуклеотидную последовательность, так называемую единую нить – генетическую матрицу для синтеза. Новопроизведенный РНК-катализатор продолжал вырабатывать те же два свободных гена, которые в свою очередь связывались оригинальную нуклеотидную нить. Иногда в этот цикл попадала ошибка, в результате которой образовывались рекомбинанты. То есть в процессе соединения нити РНК, могут соединиться молекулы различных генов. При этом создание новых генов не происходило. Возможно, уже в ближайшем будущем ученые разработаю новую технология (простую систему), которая сможет рождать новые гены.
Автор работ с ДНК-энзимами Скотт Силвермен, ученый-химик из Иллинойского университета, уверен, что в ближайшее будущее человечество сможет создавать новые гены, и воссоздаст модель дарвиновской эволюции. Ученые смогут понять процессы зарождения жизни на молекулярном уровне и опишут основные принципы биологической эволюции. На сегодняшний день подобное остается несбывшейся мечтой. Джойс со своим ассистентом в своем научном отчете описали некоторый факт: три перспективных рекомбината создали независимую взаимосвязанную группу.
В дальнейшем профессор намерен использовать в синтезе комплекс, состоящий из искусственных молекул, которые будут не только репродуктировать, но и обладать метаболизмом.
