Исследователи из Университета Буффало выяснили, почему РНК легче ДНК образует жидкоподобные капли — конденсаты, которые могли концентрировать молекулы в условиях ранней Земли. Работа опубликована 31 июля в Nature Communications.
Такие безмембранные образования могли повышать вероятность взаимодействия молекул РНК и защищать их от жаркой и кислой среды, что важно для гипотез о зарождении жизни. Ответ на вопрос, как РНК существовала до появления клеток, может заключаться именно в её способности самостоятельно собираться в капли.
В экспериментах РНК начинала формировать капли примерно на 10 °C ниже, чем одноцепочечная ДНК с почти такими же последовательностями. Кроме того, РНК легче превращала содержимое капель во взаимосвязанные гелеобразные сети, что могло лучше защищать молекулы.
Причина, по-видимому, в химическом различии: каждый сахарный остаток РНК содержит группу 2′-гидроксил, которой нет в ДНК. По данным микроскопии, рентгеновского рассеяния и моделирования, эта группа помогает РНК сильнее взаимодействовать с ионами магния и удерживать меньше воды вокруг остова.
Когда учёные химически заменили 2′-гидроксил на распространённую в природной РНК модификацию 2′-O-Me, склонность к конденсации снизилась, а состояние капель изменилось. По словам авторов, даже небольшие изменения молекулярной химии управляют возникновением крупных самоорганизующихся структур.