Химики показали путь к неорганической жизни

Ли Кронин (Lee Cronin) из университета Глазго считает, что комплекс неорганических соединений способен самовоспроизводиться и эволюционировать так же, как это делают клетки из органических веществ. В подтверждение этой теории он выполнил несколько опытов.

Когда жизнь только-только рождалась, могла она выбрать другую основу, нежели углерод? Чтобы ответить на вопрос, мы должны пронаблюдать, как развиваются сложные химические системы, как большие молекулы создавают нечто, по ряду признаков похожее на жизнь. Такой подход автор новой работы называет молекулярным дарвинизмом (кадр TED).

Своё изобретение Ли называет «неорганические химические клетки» (Inorganic Chemical Cells — iCHELLs, на фото под заголовком). «Мы пытаемся создать самовоспроизводящиеся, развивающиеся неорганические клетки, которые, по существу, были бы живыми. Вы могли бы назвать это неорганической биологией», — говорит профессор Кронин.

Пока, правда, Кронин сделал лишь первые шаги к своей цели. Как гласит пресс-релиз университета, Ли и его коллеги продемонстрировали способ создания iCHELL.

Чтобы структуру из множества неорганических веществ можно было назвать клеткой, это образование для начала должно иметь границу — мембрану с избирательной проницаемостью для разных соединений. Мембрана изолировала бы несколько химических процессов внутри клетки, обеспечивала бы энергетический обмен со средой. 

На роль таких стенок Ли назначил катионообменные полиоксометаллаты. Учёный на опыте показал, что у таких мембран возможно настраивать морфологию, свойства и состав, что эти подобные клеткам структуры обладают хиральностью, избирательной проницаемостью для малых молекул и способны на окислительно-восстановительную деятельность (а это потенциальный двигатель для «безуглеродной» жизни).

Британцы также утверждают, что вкладывая несколько неорганических мембран друг в друга, можно создавать системы, в которых несколько химических реакций будут идти в строго заданной последовательности.

Неорганические аналоги клеток были созданы путём добавления ряда катионов к анионам полиоксометаллатов (иллюстрация Geoffrey J. T. Cooper, Leroy Cronin et al./ Angewandte Chemie).

Вообще в мире неорганической химии можно подобрать немало реакций и процессов, вызывающих ассоциации с процессами биологическими. А от неорганических клеток можно (пока только мысленно) перейти к неорганическим аналогам живых тканей, органов и организмов. (Кстати, в 2009 году Кронин вырастил сеть микротрубок из неорганических веществ.)

То, что пытается сделать Ли, выходит далеко за рамки даже такой передовой науки, как синтетическая биология. Её представители хоть и создают искусственные клетки, синтезируют геномы, в том числе из аминокислот и нуклеотидных оснований, в природе не используемых, но всё равно остаются в рамках органической химии. Ли же пробует доказать правомерность существования альтернативной биохимии.

«Цель проекта — построение сложных химических клеток со свойствами, подобными живым, которые могут помочь нам понять, как возникла жизнь. Ещё этот подход можно использовать для создания технологии, основанной на эволюции в материальном мире, своего рода неорганической биотехнологии», — поясняет Кронин.

Его успех также стал бы дополнительным подкреплением теории о возможности существования где-нибудь во Вселенной жизни не на основе углерода.

Детали работы Ли его соратников можно найти в статье в Angewandte Chemie. Ниже вы можете посмотреть выступление Кронина на конференции TED, записанное в июле 2011 года, но выложенное в Сеть только несколько дней назад.