На астероиде Рюгу обнаружены ключевые «кирпичики жизни»
Японские исследователи обнаружили в образцах астероида Ryugu (Рюгу) полный набор нуклеобаз ДНК и РНК — аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил. Открытие подтверждает гипотезу о том, что астероиды могли приносить органические молекулы, необходимые для зарождения жизни на Земле. Об этом сообщил журнал Phys.org.
Образцы были собраны аппаратом Hayabusa-2 в 2020 году с расстояния около 300 млн км. Каждая из двух доставленных порций весила всего 5,4 г, но анализ показал наличие всех пяти нуклеобаз. Ранее в 2023 году исследователи нашли урацил — одну из баз РНК, а новое исследование подтвердило присутствие полного набора нуклеобаз.
Находка не свидетельствует о существовании жизни на астероиде, но показывает, что примитивные астероиды могли синтезировать и сохранять молекулы, важные для химии, связанной с происхождением жизни. Особый интерес вызвала связь между концентрациями нуклеобаз и аммиака в образцах, что может указывать на ранее неизвестный путь их образования в материалах ранней Солнечной системы. Это подтверждает предположение, что углеродистые астероиды способствовали формированию пребиотической химии на Земле.
Ведущий автор исследования — биохимик Тошики Кога — отметил, что открытие вместе с предыдущими данными с астероида Bennu помогает лучше понять, какие органические молекулы способны формироваться в условиях предбиотического синтеза во Вселенной.
Ученые давно ломают голову над вопросом: как в первичном бульоне из безжизненных молекул могла зародиться жизнь? Главный кандидат на роль прародителя всего живого — молекула РНК, способная хранить информацию и создавать свои копии. Однако долгие годы гипотеза мира РНК упиралась в проблему: все известные самокопирующиеся молекулы были слишком сложными, чтобы возникнуть случайно. Ситуация казалась тупиковой, пока ученые не решили заглянуть в бездну случайных последовательностей.
Команда исследователей из Лаборатории молекулярной биологии MRC провела грандиозный поиск, просканировав колоссальную библиотеку из 12 триллионов молекул РНК. Среди этого океана вариантов они искали тех, кто умеет строить другие цепи.
Найдя перспективных кандидатов, ученые устроили им эволюционную гонку на выживание. Абсолютным чемпионом стала крошечная молекула под названием QT45, состоящая всего из 45 нуклеотидов.
Поместив QT45 в условия, имитирующие молодую Землю, ученые стали свидетелями чуда: маленькая молекула успешно создала комплементарную нить, а затем и ее точную копию. Это открытие, опубликованное в Science, доказывает, что для запуска жизни не нужны гигантские сложные структуры. Простые молекулы вроде «Квинслендского билета» (так переводится QT45) могут встречаться в природе гораздо чаще, приближая нас к разгадке тайны происхождения жизни.
Второй день тормозит интернет в Тольятти проводной. Причем смотрел у себя на провайдере Инфолада та и у знакомого на Ростелекоме. Связь такая что как будто вернулись на Dial-Up. Работают Госуслуги Макс и Вк. И ТО 40 процентов.
Исследователи из Токийского научного института объявили о прорыве, который может кардинально изменить мир биотехнологий. В статье, опубликованной в Nature Communications, они описали уникальный фермент MAN PPK2, способный в одной простой реакции производить все четыре «строительных блока», необходимых для синтеза РНК. Это открытие обещает значительно удешевить и ускорить производство мРНК-вакцин, противораковых препаратов и других РНК-технологий, сделав их доступнее для всего мира.
Недавно открытый фермент MAN PPK2 действует как универсальный катализатор, который эффективно преобразует все распространённые РНК-нуклеотиды в нуклеозидтрифосфаты.
Пандемия COVID-19 показала невероятную мощь мРНК-вакцин, но вместе с тем обнажила и их главную слабость — высокую стоимость и сложность производства. В основе любой РНК-технологии лежит синтез молекулы РНК, для которого, как для строительства дома, нужны четыре типа «кирпичиков» — нуклеозидтрифосфаты (НТФ).
До сих пор их получение напоминало сложный многоступенчатый конвейер. Для производства каждого типа НТФ требовались отдельные ферменты и дорогостоящие, нестабильные источники энергии. Этот комплексный процесс был главным «бутылочным горлышком», которое делало производство мРНК-вакцин и лекарств дорогим и медленным, ограничивая их глобальную доступность.
Один фермент для «сборки» РНК: как работает научный прорыв
Решение этой проблемы пришло из мира микроорганизмов. Японские учёные под руководством профессора Томоаки Мацууры из Института наук о жизни и Земле (Earth-Life Science Institute, ELSI) выделили из морской бактерии Mangrovibacterium marinum фермент с поразительными свойствами, который они назвали MAN PPK2.
«Мы сосредоточились на специфическом ферменте полифосфаткиназе 2, MAN, — говорит профессор Мацуура. — Удивительно, но этот фермент смог преобразовывать все распространённые РНК-нуклеотиды с поразительной эффективностью».
Ключевое новшество метода заключается в использовании полифосфата — дешёвого, экологически чистого и широко доступного вещества. MAN PPK2 использует его для превращения всех необходимых предшественников в готовые «строительные блоки» РНК, реализуя концепцию «one-pot» однореакторного синтеза «в одной чашке».
Этот необычный для современных ферментов «универсализм» исследователи связывают с его эволюционным происхождением. «Хотя такая широкая активность необычна для современных ферментов, она может отражать то, как примитивные биологические системы обходились всего несколькими ферментами», — комментирует соавтор исследования, доцент Лиам Лонго.
Учёные на практике доказали работоспособность метода: с помощью MAN PPK2 они сначала синтезировали все четыре НТФ, а затем из них создали функциональную РНК, которая успешно произвела белок.
От лаборатории к миллиардному рынку: что изменит новый фермент?
Последствия этого открытия выходят далеко за пределы лаборатории. В первую очередь, оно окажет огромное влияние на медицину, поскольку удешевит производство мРНК-вакцин против гриппа и будущих пандемических угроз, а также откроет новые возможности для противораковой иммунотерапии.
Масштаб потенциальных изменений подчёркивают рыночные прогнозы. Ожидается, что мировой рынок мРНК-вакцин вырастет с $6.85 миллиардов в 2026 году до более чем $25 миллиардов к 2034 году. Практическую значимость работы подчёркивает и тот факт, что исследовательская группа уже подала в Японии патентную заявку, связанную с этим открытием.
Сами авторы исследования так резюмируют его значимость: «В целом, наше исследование подчёркивает, как принципы, заложенные в древней биологии, могут быть использованы для решения современных проблем — преодоления основных ограничений в РНК-технологиях с помощью простого ферментативного решения».
🧬 В России выпустили первых специалистов по мРНК-технологиям. В Сеченовском университете обучение прошли 45 учёных и врачей — теперь они смогут развивать генную терапию и молекулярную медицину в стране.
