Дослідники з MRC Laboratory of Molecular Biology (LMB) у Кембриджі, Англія, нещодавно заявили, що їм вдалося виявити РНК-полімеразу довжиною 45 нуклеотидів, здатну відтворювати саму себе з високою точністю. Gianni et al. (2026) представили свої результати в статті журналу Science під назвою «Малий полімеразний рибозим, здатний синтезувати самого себе та свій комплементарний ланцюг» (A small polymerase ribozyme that can synthesize itself and its complementary strand).

Організація UK Research and Innovation також нещодавно опублікувала матеріал «Хімічний прорив вчених проливає світло на походження життя» (Scientists’ chemical breakthrough sheds light on origins of life), де наведено цитату провідного автора Едоардо Джанні, який підкреслює досягнення своєї команди:

«Виявлення малої РНК робить саму ідею того, що самовідтворювана РНК могла виникнути спонтанно, набагато ймовірнішою, і завдяки своєму розміру вона змогла скопіювати всю себе та свій шаблон – на відміну від попередніх робіт, де копіювалися лише невеликі фрагменти».

Однак хімік-органік Джеймс Тур і біомедик Роб Штадтлер минулого року піддали подібні твердження критиці в подкасті, показавши, що в усіх випадках походження та функціонування представленої РНК залежать від значного втручання дослідників:

«Нове дослідження не підтверджує достовірність гіпотези "РНК-світу", а, навпаки, ще більше демонструє її неправдоподібність».

Походження QT45

Дослідники виявили значну винахідливість під час створення молекули РНК QT45, яка здатна з’єднувати активовані тринуклеотиди (ланцюжки з трьох нуклеотидів з додатковими фосфатними групами для полегшення з’єднання), використовуючи матричний ланцюг як орієнтир. Назва пов’язана з тим, що ця РНК «доволі крихітна» (quite tiny) – лише 45 нуклеотидів. Для порівняння, більшість РНК-полімераз містять понад 150 нуклеотидів. Менший розмір пояснюється тим, що додавати по три нуклеотиди за раз до зростаючого ланцюга значно легше, ніж по одному, оскільки триплет легше й надійніше зв’язується з матрицею.

Створення РНК-реплікатора вимагало кількох етапів:

● Генерація трильйонів молекул РНК із випадковими послідовностями з використанням передових лабораторних методів.
● Проведення 11 раундів мутацій і відбору для отримання кількох РНК-мотивів [специфічні повторювані структурні елементи в молекулах РНК, що мають схожу структуру або послідовність нуклеотидів — прим. перекл.], здатних приєднувати тринуклеотид до зростаючого ланцюга.
● Проведення ще 7 раундів відбору для підвищення ефективності.

У своєму подкасті Джеймс Тур і Роб Штадтлер пояснюють, чому РНК, хоча б віддалено схожа на QT45, не могла утворитися на ранній Землі. Один нуклеотид складається з цукру рибози, однієї з чотирьох основ (A, C, G та U), які розрізняють нуклеотиди, і фосфатної групи. Реакції, що приводять до утворення цукру й основ, також створюють безліч інших молекул. Окрім того, усі три компоненти мають з’єднатися строго в правильних позиціях. Ймовірність того, що кілька нуклеотидів утворяться в одному місці та правильно з’єднаються між собою, надзвичайно мала, оскільки кожен нуклеотид набагато легше зв’язується з іншими молекулами.

Якщо припустити, що одна з мільйона молекул є активованим нуклеотидом – а це вкрай оптимістична оцінка, – то ймовірність утворення РНК довжиною 10 нуклеотидів становить менше ніж один шанс на мільйон у десятому степені, тобто приблизно 1 до 10⁶⁰ (1 на 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000). Така кількість молекул розміром із РНК з 10 нуклеотидів не могла б природним чином утворитися за всю історію Землі. Ймовірність формування РНК довжиною 45 нуклеотидів на ранній Землі, по суті, дорівнює нулю.

Окрім того, кількість раундів відбору, необхідних для появи високофункціональної самокопіювальної РНК, вказує на те, що ймовірність існування випадкової послідовності, здатної виконувати цю функцію зі стабільною швидкістю та точністю, є надзвичайно малою. Навіть якби гіпотетичні іншопланетяни доставили на ранню Землю тонни випадкових ланцюгів нуклеотидів, ймовірність того, що хоча б один з них виявиться здатним до самокопіювання поблизу зародкової протоклітини, була б мізерно малою.

Підтримувана (штучно забезпечена) самореплікація

Джеймс Тур і Роб Штадтлер також докладно описують, що експериментальний протокол, необхідний для підтримання реплікації, потребує виняткової точності. На їхню думку, цей та подібні експерименти не мають стосунку до походження життя з таких причин:

● У дослідженні використовувалися активовані ланцюжки з трьох нуклеотидів, які в природних умовах були б надзвичайно рідкісними. Концентрації, необхідні для підтримання реплікації, на багато порядків перевищують можливі природні.
● Для підтримання реплікації потрібні трильйони копій самокопіювальної РНК на мілілітр води. Водночас навіть поява однієї такої молекули вважається вкрай малоймовірною.
● Для запуску реплікації необхідний праймер. В експерименті використовували трильйони копій праймера довжиною 10 нуклеотидів для ініціювання транскрипції (синтезу комплементарного ланцюга). В природних умовах, ймовірно, не існувало б жодної такої молекули.
● Спочатку в експерименті використовували QT45 для транскрипції комплементарного ланцюга. Цей етап вимагав точної концентрації йонів магнію, щоб частина молекул QT45 була згорнута й функціональна, а інша частина залишалася розгорнутою та слугувала матрицею. Дослідники охолоджували систему до −7 °C за строго заданого pH протягом 28 днів, забезпечуючи перебіг транскрипції.
● Потім умови експерименту змінювали, щоб QT45 могла транскрибувати комплементарний ланцюг й таким чином створювати нові копії самої себе. Для цього були потрібні інші умови: нижчий pH, менша концентрація йонів магнію, нижча концентрація матриці та додавання ланцюжка з 6 нуклеотидів. Окрім того, систему нагрівали до значно вищої температури й додатково знижували pH для розділення ланцюгів.
● Для полегшення процесу транскрипції додавалися різні реагенти, включно з поверхнево-активними речовинами та буферними розчинами, які в природі не трапляються.

Такі суворо специфічні умови та ретельно організовані етапи не мають аналогів у будь-яких природних середовищах, які могли б існувати на ранній Землі.

Необхідність відвертості

Дослідники розуміють, що їхній експеримент не відображає реалістичних умов ранньої Землі. Проте вони сподіваються, що він принаймні дає уявлення про схожі процеси, які могли відбуватися. Вони виходять з припущення, що життя виникло виключно внаслідок природних фізичних та хімічних процесів, тому їхній підхід є логічним з огляду на їхні філософські передумови.

Однак їм варто було б представляти свої результати широкому загалу з набагато більшою відвертістю. Окрім того, їм слід визнати, що будь-хто, хто допускає можливість задуму, може розглядати їхнє дослідження як ще одне свідчення на користь необхідності розумного агента в походженні життя.