Скопируй себя сам

Одним из отличительных признаков живых существ является способность к ауторепродукции и возможность воспроизводить новые биологические структуры. Изучив способности ауторепликации ДНК и различных вирусов, ученые пришли к выводу, что создание условий для искусственной репродукции, в процессе которой возможно появление новых самовоспроизводящихся материалов, является трудновыполнимой задачей.

Исследователи New York University объявили о прорыве в этом направлении, создав искусственную структуру, способную к самостоятельному воспроизводству.

Свой эксперимент ученые начали с работы над фрагментами молекул ДНК. Они использовали комплементарность (умение соединяться попарно) частиц молекулы для создания искусственной молекулы BTX (bent triple helixes — «склеенная тройная спиральная»), где три двойные спирали с помощью водородных связей соединены вдоль оси и образуют что-то вроде ленты.

Каждая тройная молекула BTX была объединена с другой такой же посредством двух перпендикулярных связок из кусочков двойной спирали. Конструкция, состоящая в итоге из шести двойных спиралей, послужила «зародышевой» молекулой для демонстрации возможности искусственной ауторепликации.

Для каждого фрагмента ДНК, условно A или B, использованного для сборки этой большой молекулы, была также синтезирована комплементарная пара A' или B'. Для инициации процесса самовоспроизводства исходные молекулы помещали в химический раствор, содержащей комплементарные ДНК-кирпичики, необходимые для постройки новых молекул. В результате к каждому фрагменту присоединялся комплементарный фрагмент и получалась полностью «комплементарная» исходной крупная дочерняя молекула. При нагревании до 37°C она отделялась и продолжала существовать в растворе самостоятельно.

На втором этапе в раствор снова добавляли нужных химических компонентов и нагревали, получая дочернюю комплементарную молекулу, исходной молекуле она была уже «внучатой», и не комплементарной, а абсолютно идентичной.

“Несмотря на то, что состав клетки был произвольным, это первый успешный шаг на пути к созданию искусственного самореплицирующегося материала”, - комментирует Пол Чайкин (Paul Chaikin), профессор физического факультета New York University и соавтор исследования.