Ученые обнаружили способность ДНК-фрагментов самостоятельно собираться в растворе в короткие цепочки и формировать жидкие кристаллы. В работе приняли участие исследователи Миланского Университета и Колорадского Университета в Боулдере. Статья опубликована в Nature Communications.
В эксперименте исследователи использовали водный раствор с высокой концентрацией коротких олигомеров ДНК и РНК. В составе раствора присутствовал водорастворимый связывающий агент 1-этил-3(3-диэтиламинопропил) карбодиимид. Он отвечал за формирование связи между фосфатными и гидроксильными концами олигонуклеотидов. Отдельные цепочки ДНК (однонитевые олигомеры) формировали в растворе дуплексы, которые затем связывались между собой в области тупых концов. Полученные агрегаты собирались в упорядоченную структуру - жидкокристаллическую фазу.
В присутствии конденсирующих агентов упорядочение в жидкие кристаллы заметно повышало эффективность лигирования.
«Полученные данные свидетельствуют о том, что при наличии определенных химических условий самоорганизация фрагментов ДНК в жидкие кристаллы способствуют дальнейшему их связыванию в длинные полимеры. Это предполагает новый вариант абиотического происхождения нуклеиновых кислот. Наши результаты позволяют представить, что происходило на раннем этапе существования Земли, когда появились первые фрагменты ДНК», рассказал Ноэль Кларк, профессор физики и соавтор работы.
Открытие в 1980 году каталитической способности РНК привело к развитию концепции "РНК-мира" — гипотетической стадии возникновения жизни на Земле, во время которой функции хранения генетической информации выполняли молекулы РНК. Впоследствии из их ассоциаций возникла современная ДНК-РНК-белковая жизнь, обособленная мембраной от внешней среды. Впервые идея мира РНК была высказана Карлом Вёзе в 1968 году и окончательно сформулирована Уолтером Гильбертом в 1986 году.