Доказана возможность кремниевой жизни на Земле

США

• Жизнь

Жизнь на Земле построена на основе углерода - так вот получилось. Он обладает свойствами, позволяющими создавать длинные и ветвящиеся молекулярные цепочки - именно их специалисты наблюдают на молекулах белков, нуклеиновых кислот и липидов, хотя там присутствуют и другие атомы. Но такие особенности есть не только у углерода. А к примеру, и у кремния. К тому же кремния немало в земной коре - в 150 раз больше, чем углерода. Да и отдельные организмы, будучи углеродными, кремний все же используют для решения разных задач. Недавно в новостях сообщалось, что растения используют его для защиты от травоядных, выстраивая целые кристаллы диоксида кремния, а так же он является фактором плодородия. А диатомовые водоросли создают из кремния защитный панцирь. И все же у живых клеток нет ферментов, работающих с соединениями этого элемента.

Зато такой фермент получили специалисты Калифорнийского технологического института. Исследование опубликовано в Science. Фрэнсис Арнольд (Francis H. Arnold) с группой коллег применили методику, используемую эволюцией. Они выделили белки, способные, теоретически, работать с кремнием и путем произвольных мутаций стали менять их свойства, проверяя на каждом этапе их восприятие кремния. В эксперименте задействовали только ферменты с химической группой гем - они проще образуют связи. В итоге такой лабораторной эволюции быстрее всех строить кремниевые цепочки стал белок цитохром из бактерии Rhodothermus marinus, оставив остальных за бортом.

Он быстро научился создавать связи между углеродом и кремнием и очень эффективно. Мутант-цитохром создал 20 разных соединений этих элементов, о возможности 19 из которых химики и не представляли. Затем ген этого белка поместили в ДНК кишечной палочки, где он продолжил свою работу. В клетках бактерии стали появляться эти же соединения, что и раньше в пробирке.

Специалисты отмечают, что мутаций потребовалось совсем немного, а значит, однажды земная жизнь может создать новую ветвь - кремниевую. Хотя эволюция почему-то предпочла углерод, возможно, из-за большего количества вариантов молекул на его основе.

Вера Максимова, 21.04.2017 12:47