Учёные из Техасского университета A&M предположили, что тимин мог помогать первым генетическим молекулам переживать сильное ультрафиолетовое излучение на молодой Земле. В то время озонового слоя ещё не существовало, поэтому поверхность планеты подвергалась интенсивному воздействию солнечного ультрафиолета. Несмотря на это, в ДНК закрепился тимин — химический компонент, который повреждается ультрафиолетом легче, чем урацил, его аналог в одноцепочечной РНК.
Исследование показало, что тимин мог направлять повреждения в форму, которую проще обратить. Это, как считают авторы работы, способно объяснить, почему по мере развития генетических систем тимин сменил урацил в составе ДНК. Результаты опубликованы 3 августа 2026 года в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), сообщает SciTechDaily.
Профессор кафедры электротехники и вычислительной техники Техасского университета A&M Питер Рентзепис вместе с научными сотрудниками Кейваном Хош Абади и Негар Карпураазар сравнил поведение тимина и урацила в условиях контролируемого ультрафиолетового облучения. Эксперимент моделировал радиационную среду ранней Земли. Для анализа применялись методы биофотоники — науки, использующей световые технологии в биологических исследованиях, включая спектроскопию поглощения, флуоресценции и комбинационного рассеяния.
«Мы обнаружили, что тимин, как правило, направляет повреждение от ультрафиолета в более обратимую форму. Это позволяет предположить, что первые генетические молекулы выживали под интенсивным солнечным светом не благодаря предотвращению повреждений, а за счёт их контроля и облегчения самостоятельного восстановления», — сказал Хош Абади. По его словам, тимин мог выполнять роль молекулярного солнцезащитного фильтра: поглощать опасную энергию ультрафиолета и удерживать повреждение в пределах генетических оснований, не давая ему затрагивать более уязвимые части молекулы.
Следующим этапом учёные намерены изучить, какие силы могли объединить тимин, урацил и другие компоненты ранних генетических систем. Исследователи хотят выяснить, сформировались ли эти химические строительные блоки полностью на Земле или часть из них была доставлена метеоритами из космоса и позднее включена в первые генетические структуры. Работа получила поддержку Управления научных исследований ВВС США по гранту FA9550-20-1-0139 и финансирование инженерной экспериментальной станции Техасского университета A&M.
Полученные спектральные признаки, то есть характерные модели взаимодействия молекул со светом, могут оказаться полезными и за пределами изучения эволюции генетического материала. По словам Хош Абади, они способны помочь в разработке более быстрых и чувствительных методов обнаружения патогенов, а также в проверке эффективности ультрафиолетового обеззараживания микроорганизмов, особенно в системах очистки воды.