Flydende krystaller og livets oprindelse

Displayskærmene på moderne fjernsyn, mobiltelefoner og computerskærme er afhængige af flydende krystaller-materialer, der flyder som væsker, men har molekyler orienteret i krystallignende strukturer. Imidlertid, flydende krystaller kan have spillet en langt ældre rolle:at hjælpe med at samle Jordens første biomolekyler. Forskere rapporterer i ACS Nano har fundet ud af, at korte RNA -molekyler kan danne flydende krystaller, der tilskynder til vækst til længere kæder.

Forskere har spekuleret i, at livet på Jorden stammer fra en "RNA -verden, "hvor RNA opfyldte den dobbelte rolle at bære genetisk information og udføre metabolisme inden begyndelsen af ​​DNA eller proteiner. Faktisk, forskere har opdaget katalytiske RNA -tråde, eller "ribozymer, "i moderne genomer. Kendte ribozymer er cirka 16-150 nukleotider i længden, så hvordan gjorde Disse sekvenser samles i en urverden uden eksisterende ribozymer eller proteiner? Tommaso Bellini og kolleger spekulerede på, om flydende krystaller kunne hjælpe med at guide korte RNA -forstadier til at danne længere tråde.

At finde ud af, forskerne udforskede forskellige scenarier, hvorunder korte RNA'er kunne samle sig selv. De fandt ud af, at ved høje koncentrationer, korte RNA -sekvenser (enten 6 eller 12 nukleotider lange) ordnet spontant i flydende krystalfaser. Flydende krystaller dannedes endnu lettere, da forskerne tilføjede magnesiumioner, som stabiliserede krystallerne, eller polyethylenglycol, som opsondrede RNA til stærkt koncentrerede mikrodomæner. Når RNA'erne blev holdt sammen i flydende krystaller, en kemisk aktivator effektivt kunne slutte deres ender til meget længere tråde. Dette arrangement hjalp også med at undgå dannelsen af ​​cirkulære RNA'er, der ikke kunne forlænges yderligere. Forskerne påpeger, at polyethylenglycol og den kemiske aktivator ikke ville findes under overordnede forhold, men de siger, at andre molekylære arter kunne have spillet lignende, hvis det er mindre effektivt, roller.