Моделираха еволюцията в епруветка

В Изследователския институт Скрипс бе разработена автоматизирана система, която за кратко време пресъздава процеса на еволюция на РНК-молекулата.

Американските учени моделирали еволюцията на молекула РНК, притежаваща каталитични свойства, пише списание PLoS Biology.
Избраните за изследването молекули могат да катализират собственото си възпроизвеждане.
Молекулите РНК се състоят от отделни блокове нуклеотиди. В присъствието на нуклеотидите и фермент, който събира на матрицата на РНК нейните копия, молекулата може да се размножава.

За възпроизвеждане на процеса на еволюция учените избрали молекули, които не катализират много ефективно собственото си размножаване. След 70 часа еволюция ин-витро молекулите започнали да изпълняват функцията си 90 пъти по-ефективно.

В реакционната смес, където се размножават РНК, учените поставили флуоресцентен оцветител, който се вгражда в новосинтезираните вериги РНК, но не взаимодейства с отделните нуклеотиди.
Флуоресцентната реакционна смес непрекъснато се измервала и при увеличаването й 10 пъти част от нея се премествала в празен съд, където се добавяли свежи реагенти, необходими за размножаването на молекулите: нуклеотиди и фермент, осигуряващ синтеза на веригата.

По тази начин учените моделирали процес на отбор. При наличието на голямо количество реагенти всички молекули на РНК оцеляват и се размножават. В условията на недостиг на реактиви предимство имат молекулите, които имат най-голяма способност де катализират собственото си размножаване, т. е., да увеличават собствените си копия.

В началото всички молекули РНК имали еднаква последователност на нуклеотидите. Но при синтеза на новите вериги ферментът прави грешки и дъщерните молекули не винаги са точни копия на родителските. Някои мутации на новосинтезираните вериги не влияят на функциите им, някои увеличават ефективността на синтеза, а трети я намаляват.

Изследователите провели 500 етапи на отбор. След като анализирали молекулите, доживели до последния етап, те открили, че в тях са се натрупали 11 мутации, които по един или друг начин увеличават ефективността на синтеза.

Освен че разработената система нагледно илюстрира принципите на еволюцията, формулирани от Дарвин, тя може да има и практическо приложение. Използвайки тази схема за отбор може да се получат например молекули, реагиращи на замърсяващи вещества.

Подобрявайки в процеса на еволюцията свойствата си, тези молекули могат да придобият по-висока чувствителност.