Почему жизнь на Земле «правосторонняя»? Ученые пытаются создать жизнь в «зазеркалье»

В мире, где доминирует привычная нам правосторонняя биология, ученые из Института Солка совершили прорыв, который может перевернуть наше представление о жизни. Они впервые продемонстрировали возможность кросс-хиральной саморепликации — процесса, в котором молекулы, являющиеся зеркальными отражениями друг друга, взаимодействуют и размножаются.

Хиральность — это свойство молекул существовать в двух формах, подобно нашим левой и правой рукам. ДНК и РНК, основа жизни на Земле, представлены исключительно в правосторонней форме. Синтетические левосторонние версии этих молекул, созданные в лабораториях, не способны взаимодействовать с природными биологическими системами.

Исследователи из Института Солка, используя передовые методы биоинженерии, смогли преодолеть этот барьер. Они создали уникальную химическую систему, где лево- и правосторонние версии РНК-фермента «находят общий язык» и начинают реплицировать друг друга.

Этот процесс, получивший название кросс-хиральной экспоненциальной амплификации, приводит к неограниченному росту количества обоих типов молекул. Такая динамика самовоспроизведения — ключевая характеристика живых систем, и NASA даже включает ее в свое определение жизни.

Открытие кросс-хиральной саморепликации имеет фундаментальное значение. Оно доказывает, что жизнеподобные системы могут функционировать за пределами привычной нам правосторонней биологии.

Джеральд Джойс, соавтор исследования и президент Института Солка, подчеркивает важность экспоненциального роста для эволюционных процессов: «Быстрый рост является движущей силой конкуренции, естественного отбора и эволюции».

Хотя кросс-хиральная саморепликация вряд ли встречается в природе, ее успешная реализация в лаборатории открывает невероятные перспективы. Ученые получают возможность создавать искусственные живые системы, основанные на взаимодействии лево- и правосторонних молекул, и изучать альтернативные пути биохимической эволюции.

Это открытие может стать толчком к разработке кросс-хиральных терапевтических сред и биотехнологий. Например, синтетические левосторонние РНК, не распознаваемые иммунной системой, могут стать основой для создания новых лекарств с повышенной эффективностью и минимизированными побочными эффектами.

Дэвид Хорнинг, соавтор исследования, отмечает: «Мы исследуем границы того, чем может быть биология. Наше определение жизни не должно быть таким узким, как в природе».

Кросс-хиральная саморепликация — это окно в новый мир биохимических возможностей. Мы стоим на пороге эры, где зеркальные молекулы могут стать инструментами для решения важнейших задач в медицине, биотехнологии и научных исследованиях. Это открытие в очередной раз подтверждает бесконечный потенциал науки и способность человека расширять границы познания.