Космологические и комбинаторные основания редкости жизни в наблюдаемой вселенной

[EmperioAf]

Используя методы селекции in vitro из огромных библиотек случайных последовательностей, исследователи выделили молекулу QT45. Она в четыре раза короче ранее известных аналогов, но при этом сохраняет способность катализировать синтез РНК. Более того, анализ показал, что критически важный для катализа центр занимает всего около 30 нуклеотидов, а остальные 15 выполняют структурную функцию.

Спасибо. Удивительно видеть рибозим всего в 45 нуклеотидов, необлепленный положительно заряженными аминокислотами.
Прикладываю картинку с QT45 из статьи и подпись под картинкой:

A small RNA motif with a functionally dense core encodes the triplet polymerase activity of the QT ribozyme.
(A) Synthesis of 42 nt CGU repeat sequence by QT51 and its truncation variants. Reaction conditions: 0.25 μM primer F10, 0.25 μM template tP10CGU14, 0.25 μM ribozyme, 5 μM pppCGU triplet, 0.05% Tween 20, 50 mM MgCl2, 50 mM CHES-KOH, pH 9, 5 days at -7 °C frozen. (B) Synthesis of a mixed sequence template by the same ribozymes as in (A). Reaction conditions: 0.25 μM primer F10, 0.25 μM template t6FP10mix, 1.25 μM ribozyme, 5 μM each triplet, 0.05% Tween 20, 50 mM MgCl2, 50 mM CHES-KOH, pH 9, 5 days at -7 °C frozen. In both (A) and (B), ribozymes are not hybridized to template. (C) Predicted secondary structure diagrams of the ribozymes used in (A) and (B) (D) Heatmap of the primer extension activity for all measured single and double mutants of the QT45 ribozyme, with the first constituent point mutation indicated on the x-axis and the second one on the y-axis. Missing datapoints are shown in gray. (E) Predicted secondary structure of QT45 ribozyme with nucleotide color corresponding to its measured average activity on three different templates for each of the three possible mutations, in the same order as the 3 representative mutations provided, indicated in the same color scheme as (D).

[Combinator]

Спасибо. Удивительно видеть рибозим всего в 45 нуклеотидов, необлепленный положительно заряженными аминокислотами.

На самом деле из 20 аминокислот лишь 3 заряжены положительно, и все они довольно сложные, абиогенно не синтезируются. Я бы скорее думал про ионы металлов. Например, Mg2+ активно используется для удержания вместе субъединиц рибосомы. Возможно, он и при репликации может быть полезен, позволив, например, дополнительно уменьшить число нуклеотидов в рибозиме и увеличить скорость полимеризации.     

[Combinator]

Насколько я понимаю, статья еще не прошла рецензирование, так что нас еще может ждать холодный душ.

Статья опубликована в Science: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adt2760?fbclid=IwY2xjawP9nO9leHRuA2FlbQIxMQBzcnRjBmFwcF9pZBAyMjIwMzkxNzg4MjAwODkyAAEef0jrj5_Dp32PJUY_dmcwr7VgAL8e0oHT0_1ltKUapL2PZqRts5sikm-x_gw_aem_40O-oIvG6BjsoQBOgrxE0Q

[Rattus]

Да - работа весьма и весьма интересная, но ранее представленные оценки на минимальные размеры рибозимов:

более-менее каталитически-специфичные рибозимы начинаются примерно с 25 нуклеотидов, а "репликазу" можно надеяться найти только с 40-60

она пока не очень рушит.

Запомнилось, что если эта длина больше 63-65 нуклеотидов, то жизнь в Метагалактике могла зародиться только раз. 45 заметно меньше 63. Значит, почти в каждой крупной галактике или группе галактик может быть свой центр зарождения жизни?

Не совсем:

Если считать её строго случайным - т.е. пуассоновым процессом, имеющим место на минеральных поверхностях в качестве модели, то картина оказывается куда пессимистичнее и осетр рубикон астрономической невероятности жизни урезается более чем вдвое - а именно до 21, 27 и 32 нуклеотидов для одной системы, галактики и наблюдаемой вселенной соответственно.

Так что ключевой вопрос пока остаётся в общем-то тем же: насколько (не)случайным, то есть с какого момента пуассонов процесс стал становиться дарвиновским хотя бы до этого примерно момента:

критически важный для катализа центр занимает всего около 30 нуклеотидов