Так яйцо или курица?

Чтобы решить загадку яйца, учёные использовали суперкомпьютер и программу метадинамики. Один из авторов работы, доктор Дэвид Куигли (David Quigley) из университета Уорика, объясняет: "Метадинамика – расширенная версия молекулярной динамики. Она особенно хорошо моделирует переходы между неупорядоченным и упорядоченным состояниями вещества"

Как курица буквально за одну ночь формирует сравнительно толстую и очень прочную яичную скорлупу? Удивительный молекулярный секрет раскрыли специалисты из университетов Уорика (University of Warwick) и Шеффилда (University of Sheffield).

Исследователи давно выяснили, что в формировании прочной оболочки важную роль играет белок овокледидин-17 (OC-17), который обнаруживается в минеральной части яйца. Опыты показывали, что OC-17 как-то влияет на преобразование аморфного карбоната кальция (CaCO3) в кристаллы кальцита — главный строительный материал жёсткой оболочки. Однако механизм работы белка оставался неизвестным.

Учёные восполнили пробел, заложив в суперкомпьютер модели молекул, участвующих в формировании скорлупы. Оказалось, что две группы остатков аминокислоты аргинина, присутствующие на двух петлях OC-17, работают как скрепка или хомут, захватывающий наноразмерные частицы карбоната кальция. Этот захват провоцирует карбонат на превращение в нанокристалл, который начинает расти. Но самое интересное происходит дальше.

"Исследователи обнаружили невероятно элегантный процесс высокоэффективного повторного использования белка OC-17", — гласит пресс-релиз университета Уорика. Выяснилось, что чем крупнее кристалл, тем слабее химические связи, удерживающие на нём белковый зажим. В конце концов OC-17 отделяется от кальцита как раз на той стадии, когда кристалл уже может самостоятельно расти "по своему плану". Но не раньше: до зарождения кристалла белок никогда не отделится от крошечных частиц карбоната.

Освободившийся же OC-17 тотчас находит себе свежую, незанятую наночастицу карбоната и закрепляется на ней, чтобы дать старт росту нового кристаллика. Таким способом умеренное количество белковых молекул, работая катализаторами, способствует скорейшему переводу аморфного CaCO3 в кристаллическую структуру. Авторы работы полагают, что раскрытие механизма OC-17 поможет другим группам, изучающим методы воздействия на процесс формирования яйца.

К разрешению давнего вопроса "Что было раньше, яйцо или курица?" Джон Брукфилд (John Brookfield) из университета Ноттингема (University of Nottingham) подошёл с точки зрения эволюционной генетики.


Учёный выступил с объяснением, что поскольку генетический материал не меняется в течение жизни животного, первая птица, которая была курицей, первоначально существовала как эмбрион в яйце.


"Первое живое существо, про которое мы могли бы сказать недвусмысленно, что оно — член данного биологического вида, это — яйцо. Яйцо было первым", — полагает Брукфилд, поясняя, что живущий внутри яичной скорлупы организм имеет ту же самую ДНК, что и курица (цыплёнок), в которую он потом превратится.


Брукфилда поддержал профессор Дэвид Папинео (David Papineau) из Королевского колледжа в Лондоне (King's College London): "Первый цыплёнок появился из яйца. Даже притом, что это яйцо было положено другой разновидностью птицы, оно всё равно является яйцом цыплёнка (курицы), потому что оно имеет цыплёнка внутри".