Калифорнийские ученые раскрыли механизм образования первых клеточных мембран

Биохимики из Калифорнийского университета раскрыли возможный механизм образования первых клеточных мембран на заре жизни Земли. Исследование показало, как липиды и цистеин могли способствовать появлению протоклеток в древнем океане.

Американские биохимики из Калифорнийского университета раскрыли процесс, предположительно способствовавший возникновению первых клеточных мембран в начале существования жизни на Земле.

Данное исследование опубликовано в уважаемом научном журнале Nature Chemistry (NatChem).

Ученые предположили, что для появления клеток на древней Земле сначала должна была образоваться структура, играющая роль клеточной границы — своего рода барьер, защищающий внутреннее содержимое клетки от внешней среды.

Отметив, что современные клеточные мембраны состоят из липидов, специалисты задали вопрос: могли ли первые клеточные мембраны также состоять из липидов, и если да, то каким образом они могли эволюционировать из простейших молекул.

В поисках ответа группа ученых начала эксперименты с использованием цистеина — аминокислоты, которую они ранее идентифицировали как вероятно распространенную на начальных этапах существования Земли. Цистеин мог выполнять функцию клея, связывающего молекулы-предшественники.

Биохимики объединили эту аминокислоту с короткими жирными кислотами, содержащими восемь атомов углерода. Во время этого процесса молекулы вступали в реакцию, формируя липиды с двумя хвостами.

Некоторые из этих липидов самостоятельно образовывали сферы с мембранными структурами, которые исследователи назвали протоклетками. Несмотря на отсутствие в этих сферах характерных для живых клеток соединений, они могли служить промежуточной стадией.

Ученые также обнаружили, что мембраны протоклеток представляют собой два слоя и обладают способностью поглощать другие молекулы, что могло способствовать включению дополнительных компонентов для последующего развития жизни. Протоклетки оказались достаточно устойчивыми, чтобы выживать при взаимодействии с ионами магния и кальция, которые, вероятно, были в избытке на ранней Земле.

Таким образом, исследование представляет возможный источник происхождения жизни на нашей планете, предположительно связанный с океаническими глубинами.