Протоклетки сохранили химический состав при выпаривании
Американские биохимики показали, что коацерватная капля — полимерная частица, которую считают пребиотическим предшественником клетки в ходе биохимической эволюции, — способна поддерживать постоянную концентрацию нуклеиновых кислот внутри себя при упаривании окружающей среды в десять раз. Постоянство состава при этом поддерживается за счет диффузии между коацерватом и окружающей средой, пишут ученые в Nature Communications.
Один из важных этапов происхождения жизни на Земле — формирование из отдельных простых органических молекул единых согласованных систем, которые потом в результате эволюции превратились в живые клетки. Согласно одной из гипотез, такими пребиотическими предшественниками клеток в ходе биохимической эволюции были коацерватные капли — сгустки полиэлеткролитов, не окруженные мембраной, но имеющие устойчивую структуру и способные удерживать внутри себя биологические молекулы, например пептиды или нуклеиновые кислоты. Коацерваты рассматривали как возможных предшественников клеток еще в первой половине XX века, однако снова заинтересовали ученых они уже в 2010-х годах — когда стало понятно, что за счет вандерваальсовых взаимодействий между молекулами полимера, окруженными оболочкой из молекул воды, такие «капли» сохраняют стабильную сложноорганизованную структуру, которая ускоряет биохимические реакции и в конечном итоге может способствовать формированию биологической клетки.
Один из аспектов, который интересует биохимиков в контексте биохимической эволюции, — способны ли коацерватные капли переносить постоянное чередование сухих и влажных условий. Такие циклы в условиях ранней Земли — один из важных элементов многих гипотез о происхождении жизни: они способствует синтезу простейших органических молекул, их полимеризации и фазовому разделению. Чтобы исследовать этот вопрос, американские биохимики под руководством Кристин Китинг (Christine Keating) из Университета штата Пенсильвания провели полноценное экспериментальное исследование, в котором изучили, как циклическое повторение стадий высушивания и регидратации коллоидного раствора влияет на структуру коацерватных