МОСКВА, 14 октября. /ТАСС/. Последние потомки самых примитивных форм жизни могут скрываться у глубоководных подводных вулканов и в глубинных слоях почвы на дне океанов Земли, их поиски - следующая "большая" научная задача нобелевского лауреата по химии Томаса Линдала. Об этом ученый сообщил корреспонденту ТАСС.
"Я всю жизнь занимался изучением того, почему молекулы ДНК нестабильны и как организм борется с этой нестабильностью. Однако нам часто полезно, в том числе и для расширения кругозора, проводить исследования в других сферах, совершенно не связанных с вашей основной работой. Проблема зарождения жизни заинтересовала меня в этом контексте по той причине, что если мы сможем что-то открыть на дне океанов, то эти находки перевернут науку", - заявил Линдал.
Нобелевская премия по химии 2015 года была присуждена трем известным химикам и молекулярным биологам, работы которых помогли понять, как именно клетки "ремонтируют" свою ДНК - этот процесс называется репарацией. Лауреатами стали Томас Линдал /Швеция/, Пол Модрич /США/ и Азиз Санкар /США/. На этой неделе шведский исследователь впервые посетил Россию и выступил с лекцией на XIV Всероссийском фестивале Nauka 0+.
Линдал открыл механизм так называемой эксцизионной репарации оснований. Участвующие в нем ферменты находят поврежденный участок ДНК, вырезают его и восстанавливают пробел, используя неповрежденную цепь ДНК в качестве образца. Этот процесс, как объяснил молекулярный биолог, помогает избегать ежедневного появления нескольких тысяч новых мутаций в геномах клеток.
Эти механизмы защиты генетической информации от повреждений, как отметил Линдал, должны были зародиться фактически одновременно с появлением так называемого "Луки" (LUCA) - общего предка всех существующих сегодня форм жизни на Земле. Без подобных систем исправления генетических "опечаток", по его мнению, передача генетической информации и эволюция первых живых организмов была в принципе невозможной.
Соответственно, поиски своеобразных "живых ископаемых", аналогов этих древних организмов, помогут ученым понять, как возникли системы починки ДНК и РНК, какие из них появились первыми и какую роль они могли сыграть в развитии многоклеточных животных и появлении такой болезни как рак.
"Живая окаменелость"
"Сейчас миллиарды долларов уходят на поиски жизни на других планетах, таких как Марс или луны Юпитера и Сатурна, а также у далеких звезд. На мой взгляд, эти траты не рациональны - зачем искать какие-то потенциальные следы марсианской жизни или "маленьких зеленых человечков" в других планетных системах, когда мы еще не до конца изучили Землю. Мы пока знаем лишь об одной планете, где жизнь точно зародилась и по-прежнему существует", - сказал нобелевский лауреат.
Следы древнейшей жизни на Земле, по мнению биолога, нужно искать там, где присутствуют такие же условия, которые были характерны для ранней истории нашей планеты. В первую очередь, подходящая для них среда обитания не должна содержать в себе даже минимального количества кислорода.
"Земная жизнь удивительна тем, что она сумела приспособиться к жизни в кислородной атмосфере. Кислород, как мы сейчас знаем, был смертельно опасен для первых представителей жизни, зародившихся в среде, которая почти полностью состояла из воды, углекислого газа, аммиака, водорода и других нейтральных или восстанавливающих газов", - пояснил ученый.
В последние несколько десятилетий, добавляет Линдал, биологи начали активно искать и изучать различные "живые ископаемые" - живые существа, дожившие до наших дней в том виде, в котором их предки существовали десятки и даже сотни миллионов лет назад. Яркие примеры этого - кистеперая рыба латимерия, живущая в глубинных водах океана у берегов острова Мадагаскар, а также ее пресноводные африканские "кузены"-рогозубы, обладающие и жабрами, и легкими.
И те, и другие рыбы появились на Земле почти 400 миллионов лет назад. Большая часть из них вымерла, не выдержав конкуренции с более приспособленными потомками. Тем не менее, часть из них дожила до наших дней в изолированных экосистемах, где их существованию не угрожают другие виды рыб. "Подвиг" латимерий и рогозубов, по словам Линдала, натолкнул его на мысль, что в принципе нечто похожее могло произойти и с колониями древнейших земных микробов.
"Почему-то сегодня даже не пытается найти подобные "живые окаменелости", изучая самые бескислородные, темные и глубокие уголки океана. Мы планируем восполнить этот недостаток и попытаемся вырастить подобных микробов, если они присутствуют в глубинных образцах почвы, используя те питательные среды, которые похожи по составу на первичный океан Земли", - отметил Линдал.
По стопам Дарвина
Эти поиски, как признал нобелевский лауреат, скорее всего, ни к чему не приведут, однако они привлекут внимание других ученых и новых поколений исследований к данной проблеме. Вдобавок он подчеркнул, что реализация этих экспериментов не потребует больших финансовых расходов и усилий со стороны его научной команды.
"Конечно, сейчас проводятся эксперименты, во многом повторяющие или расширяющие знаменитые опыты Миллера и Юри по формированию простейших "молекул жизни", однако я больше заинтересован именно в открытии полноценных примитивных микробов, а не в изучении тех процессов, которые могли их породить", - пояснил Линдал.
По его мнению, их следует искать в теплых, но не горячих уголках Мирового океана, подогреваемых геотермальными выбросами и прочими источниками энергии на его дне, а также в морской почве на относительно большой глубине, куда не проникли современные микробы.
Подводные вулканы, по его мнению, будут идеальным местом для подобных поисков, так как в их окрестностях присутствуют источники "природной" органики, самопроизвольно возникающей в результате реакций между газообразными соединениями, покидающими недра Земли, и водой.
Вдобавок открытие подобных "живых окаменелостей" может принести еще один интересный сюрприз - эти микробы могут помочь ученым доказать, что жизнь на Земле зародилась не один, а несколько раз. По мнению Линдала, это еще менее вероятно, чем само обнаружение древних микроорганизмов, однако многие важные открытия последних двух веков были получены тогда, когда в них никто не верил.
"Для нас крайне важно понимать то, сколько форм жизни существовало на Земле не только с научной, но и философской точки зрения. В этом отношении я часто люблю вспоминать историю о том, как Чарльз Дарвин наблюдал за дождевыми червями - до того, как он провел эксперименты с ними, никто не верил в то, что черви играют важную роль в удобрении почвы. Он потратил более 20 лет на то, чтобы доказать это, проводя эксперименты в своем дворике, никто не мешает мне сделать то же самое с древними бактериями. Вполне возможно, что мы ничего не найдем, но не проводя эксперимента, мы об этом никогда не узнаем", - сказал нобелевский лауреат.
