Жизнь без жизни: Созданы синтетические «клетки», способные к саморазмножению без единого биологического правила

В Гарвардском университете создали искусственные «клетки», способные к самовоспроизведению без единой молекулы ДНК. Исследователи продемонстрировали, что ключевой признак живого — размножение — может быть реализован на полностью синтетической, небиологической основе. Этот эксперимент ставит под сомнение фундаментальные представления о происхождении жизни и открывает путь к созданию самовоспроизводящихся материалов и «жизнеподобных» систем.

Свет как спусковой крючок для искусственного размножения

Ученые поместили в колбу смесь гидрофильного полимера, специального агента передачи цепи, мономера и фотокатализатора. В инертной атмосфере азота смесь облучали мягким зеленым светом при температуре 33°C. В течение полутора часов запустилась реакция фото-обратимой полимеризации (RAFT). В результате образовались амфифильные блок-сополимеры — молекулы, один конец которых «любит» воду, а другой ее «боится».

Эти молекулы спонтанно самоорганизовались в крошечные полые сферы, названные полимерными протоклетками. Процесс напоминает формирование мыльного пузыря, но на молекулярном уровне.

Цикл роста и деления без биохимии

Сформировавшиеся везикулы начали расти до определенного размера, а затем делиться, высвобождая полимерные «споры». Эти «споры» служили зародышами для новых везикул. Ключевой момент: каждое новое поколение наследовало структурные свойства предыдущего. Число искусственных клеток увеличивалось экспоненциально, подобно делению бактерий, но без участия ДНК, РНК или ферментов. Единственными «инструментами» были свет, тепло и простые химические вещества.

Это открытие не только демонстрирует новый класс синтетических систем, но и предлагает альтернативную модель для изучения происхождения жизни. Если самовоспроизведение возможно без сложной биохимии, то первые «протоорганизмы» на Земле могли быть гораздо проще, чем считалось ранее. Они могли представлять собой именно такие абиотические структуры, которые со временем эволюционировали в более сложные формы.

С точки зрения практического применения, работа открывает перспективы для создания самовосстанавливающихся материалов и «умных» микрореакторов. В астробиологии это расширяет критерии поиска внеземной жизни: теперь ученые могут рассматривать варианты, основанные на химии, радикально отличной от земной. Исследование доказывает, что «жизнь» как процесс может быть гораздо более универсальным явлением, чем мы привыкли думать, и скрываться в самых простых химических реакциях.