Ученые воссоздали процесс эволюции

Ученые воссоздали процесс эволюции

Американские ученые из Исследовательского института Скриппса разработали автоматизированную систему, которая позволяет за короткое время воссоздавать процесс эволюции молекул РНК.

Ученые моделировали эволюцию молекул РНК, обладающих каталитическими свойствами. Выбранные для исследования молекулы способны катализировать собственное воспроизведение. Длинные молекулы РНК состоят из отдельных блоков - нуклеотидов. В присутствии нуклеотидов и фермента, который "собирает" на матрице молекулы РНК ее копию, молекулы могут размножаться.

Для воспроизведения процесса эволюции ученые выбрали молекулы РНК, которые не очень эффективно катализировали собственное размножение. Через 70 часов эволюции in vitro молекулы стали выполнять свои функции в 90 раз эффективнее.

Эксперимент проводился по следующей схеме. В реакционной смеси, где размножались РНК, содержался флуоресцентный краситель, который встраивается в новосинтезированные цепи РНК, однако не взаимодействует с отдельными нуклеотидами. Флуоресценция реакционной смеси постоянно измерялась. При ее усилении в 10 раз из смеси отбиралась аликвота (небольшое количество) и переносилась в пустую емкость. К аликвоте добавляли свежие реагенты, необходимые для размножения молекул: нуклеотиды и фермент, обеспечивающий синтез цепи.

Таким образом ученые моделировали процесс отбора. При наличии большого количества реагентов все молекулы РНК "выживают" и размножаются. В условиях недостатка реактивов преимущество получают молекулы, которые способны наиболее эффективно катализировать собственное размножение, а значит - увеличивать число копий самих себя.

Изначально все молекулы РНК имели одинаковую последовательность нуклеотидов. Однако при синтезе новых цепей фермент делает ошибки. Соответственно, "дочерние" молекулы не всегда являются точными копиями "родительских". Некоторые мутации новосинтезированных цепей никак не влияют на их функции, некоторые увеличивают эффективность синтеза, а некоторые, напротив, уменьшают.

В условиях недостатка реагентов преимущественно размножаются те молекулы, мутации в которых увеличили эффективность их "работы". Соответственно, число таких мутантных молекул растет. Число тех молекул, которые недостаточно эффективно катализируют свое размножение, не изменяется. Шансы таких молекул попасть в число "счастливчиков", которых заберут из истощенной смеси, все время уменьшаются.

Всего ученые повели 500 этапов отбора. Проанализировав молекулы, "дожившие" до последнего этапа, они обнаружили, что в них накопилось 11 мутаций, которые тем или иным образом увеличивали эффективность синтеза.

Помимо того, что разработанная учеными система наглядно иллюстрирует принципы дарвиновской эволюции, она может иметь и практическое применение. Используя разработанную ими схему отбора можно получать, например, молекулы, реагирующие на следовые количества загрязняющих веществ. Улучшая в процессе "эволюции" свойства таких молекул, можно добиться чрезвычайно высокой чувствительности.

НОВОСТИ КОМПАНИЙ >

ВТБ: вкладчики интересуются накопительными счетами и размещают депозиты на длинные сроки

ВТБ: вкладчики интересуются накопительными счетами и размещают депозиты на длинные сроки

Объём накопительных счетов, по оценкам ВТБ, за январь — сентябрь вырос на 17%

ВТБ поддержал VI Международную олимпиаду по финансовой безопасности и Неделю финансовой культуры в Красноярске

ВТБ поддержал VI Международную олимпиаду по финансовой безопасности и Неделю финансовой культуры в Красноярске

Центральная тема олимпиады — искусственный интеллект в финансовых механизмах и связанные с ним риски

Ипотечные выдачи в России выросли на 60% в сентябре

Ипотечные выдачи в России выросли на 60% в сентябре

Сентябрь стал самым сильным месяцем для ипотечного рынка с июня 2024 года

ВТБ: выдачи «семейной» ипотеки в сентябре выросли более чем вдвое

ВТБ: выдачи «семейной» ипотеки в сентябре выросли более чем вдвое

По итогам сентября клиенты банка заключили свыше 3,4 тысячи договоров

В ВТБ раскрыли портрет пользователя цифрового рубля

В ВТБ раскрыли портрет пользователя цифрового рубля

Чаще всего открывали счета и совершали операции с цифровыми рублями мужчины 36–45 лет

ВТБ: выдачи рыночной ипотеки выросли в пять раз

ВТБ: выдачи рыночной ипотеки выросли в пять раз

Фундаментом спроса выступает вторичное жильё

ФОТОРЕПОРТАЖ >

Журналистов избили палками на съемке сюжета в Новосибирске

Журналистов избили палками на съемке сюжета в Новосибирске

Нападавших отправили в СИЗО на 2 месяца

Показываем, как в Красноярске прошла 42-ая музейная ночь

Показываем, как в Красноярске прошла 42-ая музейная ночь

Гостей угощали печеньками с предсказанием

«Будет ажиотаж»: какие елки предлагают красноярцам на елочных базарах и за какую цену

«Будет ажиотаж»: какие елки предлагают красноярцам на елочных базарах и за какую цену

Sibnovosti.ru проехались по пяти точкам и узнали, на что обратить внимание, чтобы не купить некачественную новогоднюю красавицу

Время удивлять и удивляться. В красноярском театре Пушкина стартовал юбилейный театральный сезон. Фоторепортаж с открытия

Время удивлять и удивляться. В красноярском театре Пушкина стартовал юбилейный театральный сезон. Фоторепортаж с открытия

Зрителям подготовили много интересного. Они даже смогут сами поучаствовать в спектаклях. Что гостей театра ждет еще?

СТАТЬИ >

Дверь-портал в мир Поздеева: как устроена выставка «Поздеев. Начала»

Культура

Дверь-портал в мир Поздеева: как устроена выставка «Поздеев. Начала»

В Красноярске открылась масштабная экспозиция, посвящённая Андрею Поздееву: через ранние работы, знаковые полотна и личные вещи художника куратор помогает по‑новому прочесть его художественный язык

Сердце под контролем: врач УЗ-диагностики отвечает на главные вопросы

Общество

Сердце под контролем: врач УЗ-диагностики отвечает на главные вопросы

О том, как вовремя заметить проблему, мы поговорили с врачом УЗ-диагностики, экспертом по применению российских УЗ-систем «Электрон», Екатериной Прохоренко

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ >

«Страшнее зверя нет»: кого панически боятся медведи рассказали в Кузбассе

«Страшнее зверя нет»: кого панически боятся медведи рассказали в Кузбассе

Учёный КемГУ объяснил парадоксальную панику медведей перед обычными кошками

Озорной Умка и его терпеливая мама: в Новосибирском зоопарке показали игры медвежьей семьи

Озорной Умка и его терпеливая мама: в Новосибирском зоопарке показали игры медвежьей семьи

Рассказываем, как мама-медведица поддерживает шалости малыша

Такси в Красноярске снова доступно: сервисы «Яндекс Go» возобновляют работу

Такси в Красноярске снова доступно: сервисы «Яндекс Go» возобновляют работу

Пользователи сообщают о возобновлении работы приложений после масштабного сбоя

Сбой в сервисах Яндекса в Красноярске: не работают такси и доставка еды

Сбой в сервисах Яндекса в Красноярске: не работают такси и доставка еды

Некоторые пользователи сообщают, что приложения выдают ошибки при загрузке