grihan | Сначала репликоны потом клетки, или наоборот?

АВМ написал обзор интереснейшей статьи в саенс про то, как внутри протоклеток происходит репликация РНК (a также рост и деление) безо всяких энзимов и рибозимов. По замечательному совпадению я тоже как раз готовлю обзорчик другой стаейки про протоклетки от коллаборации немцев с итальянцами (фошызм дитектыд!).

Народ задаётся вопросом: как, чьорт побьери, в лагуне с первичным бульончиком могла получиться работающая мультикомпонентная биосистема, если концентрация плавающих молекул там наверняка была более чем скромная. Можно конечно предположить, что концентрирование происходило в высыхающих лужах, но может всё же как-то оно могло и иначе, побыстрее произойти. Ну, например, мембранo-образующие липиды (жирные кислоты), спонтанно концентрировали биомакромолекулы внутри шариков (липосом) из себя, образовывая протоклетки с работающим метаболизмом одновременно.

Идея эксперимента, который моделирует систему такая:берём минимальный набор биомакромолекул, которые в достаточно концентрированном растворе способны при добавлении ДНК синтезировать белок + "стройматериалы". Авторы использовали две такие системы: одна из 32-ух компонентов, и другая из 83-ex. Раствор разводим до нерабочей концентрации и добавляeм ДНК, который кодирует флюоресцентный зелёный белок eGFP. Пока ещё ничего не синтезируется. Tеперь добавляeм в раствор липиды.

Вот картинка из микроскопа. Сверху - зелёные пятна на чёрном фоне - липосомы в которых идёт производство белка. Снизу - тот же препарат окрашенный специальной краской для мембран - каждое красное пятно - отдельная липосома. Можно посчитать какой процент "работающих" липосом - примерно 0.5%.

,

Кому-то это число кажется небольшим? Специально для таких скептиков авторы посчитали статистику: шанс, что 83 компонента одновременно окажутся в одной липосоме в условиях их реакции 1 : 4 х 10^67, а 32 компонента 1 : ~1 х 10^24. Статистику считали и так и сяк, но везде получались похожие цифры. Говорят, что аггрегация компонентов в растворе между собой до нужного количества, чтоб статистике не противоречить - в таких условиях не реальна. Механизм в статье не предлагается, говорят, что будут дальше исследовать. Однако, в предидущей публикации, в которой они вот так в липосомы ловили отдельные макромолекулы с похожим эффектом, механизм таки был предложен.

Например, липосома может образовываться быстро (нижний ряд) и не поймать ни одной или поймать мало молекул. Но если какие-то молекулы вошли с образующейся липосомой в интеракцию, они её немного деформируют и замедляют закрытие шарика, который до закрытия успевает поймать и включить в себя дополнительные макромолекулы. Вероятно этот механизм в повествование этой публикации не включили из-за его полной неподтверждённости.

За сим.