Japoński zespół stworzył cząsteczki RNA, które samodzielnie się dzielą i tworzą złożone struktury według reguł ewolucji. To pierwszy doświadczalny dowód na to, że z prostych cząsteczek może powstać złożone życie.
Jak zwracają uwagę naukowcy z Uniwersytetu w Tokio, ludzkość od tysiącleci nurtuje pytanie - skąd się wzięliśmy. Wiele osób może wyobrażać sobie rozwój Homo sapiens od przodka bardziej prymitywnego, ale wciąż przypominającego dzisiejsze naczelne. Jednak prawdziwe wyzwanie stanowi zrozumienie, jak ruszyła biologiczna maszyneria, która doprowadziła do zasiedlenia Ziemi przez złożone i różnorodne gatunki.
Wielu biologów uważa, że wszystko zaczęło się od RNA - prostych cząsteczek niosących informację genetyczną, które z czasem, ok. 4 mld lat temu, zaczęły się replikować. Stawały się przy tym coraz bardziej skomplikowane.
Dotąd nie udawało się jednak stworzyć tak działającego RNA w laboratorium. Dokonali tego autorzy nowej pracy opublikowanej na łamach magazynu „Nature Communications”.
Udało im się zaobserwować przemianę z relatywnie prostego chemicznego układu w złożony system biologiczny.
„Zauważyliśmy, że pojedyncze cząsteczki RNA wyewoluowały w skomplikowany system replikacyjny - sieć złożoną z pięciu rodzajów RNA, z różnymi interakcjami. Odkrycie to przemawia na rzecz znanej od długiego czasu teorii o ewolucyjnych przemianach” - mówi jeden z badaczy, prof. Ryo Mizuuchi.
Najistotniejszą częścią odkrycia - podkreślają naukowcy - jest to, że RNA działało według teorii ewolucji - podlegało nieustannym, samonapędzającym się zmianom opartym na zachodzących w cząsteczkach mutacjach i selekcji naturalnej. W ten sposób w cząsteczkach pojawiały się nowe cechy, coraz lepiej dostosowane do środowiska.
„Mówiąc szczerze, początkowo wątpiliśmy, że mogą wyewoluować i współistnieć tak złożone cząsteczki RNA” - podkreśla prof. Mizuuchi.
„Znana z biologii ewolucyjnej zasada konkurencyjnego wypierania mówi, że nie mogą istnieć dwa lub więcej gatunki konkurujące o te same zasoby. Oznacza to, że dla stabilnej różnorodności cząsteczki muszą wypracować sposób na użycie różnych zasobów. To tylko cząsteczki, więc zastanawialiśmy się, czy możliwe jest, aby nieożywione chemiczne składniki spontanicznie wypracowały taki mechanizm” - wyjaśnia specjalista.
Naukowcy spodziewają się kolejnych przełomowych odkryć.
„Wysoka prostota naszego replikacyjnego systemu w porównaniu do biologicznych organizmów pozwala nam badać ewolucyjne zjawiska z niezrównaną dokładnością. Ewolucja złożoności pokazana w naszym eksperymencie to dopiero początek. Dużo więcej zdarzeń powinno następować w trakcie rozwoju życia” - twierdzi badacz.
„Wyniki mogą być kluczem do odpowiedzi na ostateczne pytanie zadawane przez ludzkość od tysięcy lat - skąd wzięło się życie?” - dodaje.
Więcej informacji na stronach: https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00210.html i https://www.nature.com/articles/s41467-022-29113-x (PAP)
Marek Matacz
mat/ zan/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
