Искусственные "протоклетки" научились самовоспроизводиться без биохимии — ученые приблизились к разгадке происхождения жизни

Ученые из Гарварда создали небиохимические синтетические везикулы, которые могут самовоспроизводиться и выделять полимерные споры. Это открытие бросает вызов традиционному пониманию живого и может пролить свет на процессы зарождения жизни на Земле.

Способность к самовоспроизводству долгое время считалась исключительной чертой живых организмов. Однако новое исследование ученых Гарвардского университета, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), показало, что даже небиохимические системы способны имитировать один из главных признаков жизни — воспроизводство.

В ходе эксперимента исследователи синтезировали полимерные везикулы, напоминающие клетки, в системе, полностью лишенной классической биохимии. Используя светочувствительные молекулы, мономеры и фотокатализаторы в азотной среде, команда активировала процесс самосборки с помощью освещения зелёным светом (530 нм). Через 90 минут при температуре 33 °C в пробирке началось формирование пузырькообразных структур, которые не только росли, но и делились, выпуская полимерные "споры".

В отличие от обычных биологических клеток, эти синтетические "протоклетки" создавались из амфифильных блок-сополимеров, полученных в результате светочувствительной RAFT-полимеризации. Удивительно, но в процессе формирования новых везикул происходила передача структурных свойств от "родительских" форм к "дочерним", что напоминало эволюционное наследование, характерное для живых существ.

До этого момента подобное поведение наблюдалось только в биохимических системах. Хотя ученым удавалось добиваться самосборки частиц, таких как мицеллы, настоящего автономного самовоспроизводства в небиологических условиях достигнуто не было.

Это открытие не только углубляет наше понимание происхождения жизни, но и прокладывает путь к созданию абиотических систем, способных к эволюции и воспроизводству. Как подчёркивают авторы, такие разработки могут лечь в основу будущих технологий в области биоинженерии, синтетической биологии и даже создания искусственного интеллекта на молекулярном уровне.

По сути, учёные приблизились к воссозданию жизненного цикла — без участия живой материи.