Hogyan kezdődött az élet a Földön? Áttörő felfedezéssel álltak elő a japánok

Egy japán kutatócsoport úttörő felfedezést tett az élet keletkezésében. Eredményeik szerint a kémia biológiává válásának hiányzó láncszeme nem egy fosszília, hanem egy apró, önreprodukáló gömböcske, az úgynevezett koacervátum csepp.

A tudósok évtizedek óta próbálják meghatározni, hogy a korai Földön létező egyszerű molekulákból hogyan alakultak ki a ma ismert összetett élő szervezetek.

Évtizedek óta él az az elképzelés, hogy az élet egyszerű kis molekulákból történő makromolekulák kialakulásával kezdődött, majd ezt követte a szaporodni képes molekuláris együttesek kialakulása. Mostanáig azonban kevés kísérleti bizonyíték állt rendelkezésre e hipotézis alátámasztására.

A mostani tanulmány mögött álló kutatók, a japán Muneyuki Matsuo és Kensuke Kurihara, úgy vélik, hogy ezek az általuk kifejlesztett cseppek jelentik a döntő lépést a földi élet kialakulásában. Tanulmányuk “Proliferation of Early-Life Protocells” címmel a Nature Communications című tudományos folyóiratban jelent meg.

Úgy vélik, hogy az élet úgy keletkezett, hogy egyszerű kis molekulákból makromolekulák alakultak ki. Ezek a makromolekulák olyan molekuláris egységeket alkottak, amelyek képesek voltak szaporodni, és végül az élet kialakulásához vezettek.

A kémiai evolúciót először az 1920-as években javasolták hipotézisként az élet keletkezésének magyarázatára. Azóta számos vizsgálatot végeztek az RNS-világ hipotézisének igazolására. Az RNS-világ hipotézis azt állítja, hogy az önreprodukáló genetikai anyag már a DNS és a fehérjék evolúciója előtt is létezett. A kis molekulákból szaporodó molekuláris egységek eredete azonban mintegy száz évig rejtély maradt.

Matsuo, aki a Hirosimai Egyetem Integrált Élettudományok Graduális Iskolájának kémia adjunktusa, elmagyarázza, hogy a proliferációhoz spontán polimertermelésre és önszerveződésre van szükség azonos körülmények között. A kutatók egy új prebiotikus monomer tervezését és szintézisét tűzték ki célul aminosav-származékokból, mint az őssejtek önszerveződésének előfutárát.

A kutatók felfedezték, hogy amikor ezt a prebiotikus monomert szobahőmérsékletű vízhez adták légköri nyomáson, az aminosav-származékok kondenzálódtak, peptidekké rendeződtek. Ezek a peptidek ezután spontán cseppeket alkottak. A cseppek mérete és száma nőtt, amikor további aminosavakkal táplálták őket. A kutatók azt is megállapították, hogy a cseppek képesek koncentrálni a nukleinsavakat, azaz a genetikai anyagot, és ha ezt a funkciót mutatják, nagyobb valószínűséggel maradnak életben a külső ingerekkel szemben.

“Egy csepp alapú protocella szolgálhatott összekötő kapocsként a “kémia” és a “biológia” között az élet keletkezése során” – mondta Matsuo. “Ez a tanulmány magyarázatul szolgálhat az első élő szervezetek kialakulására az ősföldön”.

A kutatók azt tervezik, hogy folytatják az aminosav-származékoktól az őseredeti élő sejtekig tartó evolúció folyamatának vizsgálatát, valamint továbbfejlesztik platformjukat az élet eredetének és a folyamatos evolúciónak az ellenőrzésére és tanulmányozására.

A kutatók eredményei forradalmasíthatják az élet eredetéről alkotott elképzeléseinket. Ha hipotézisük helytálló, az azt jelentené, hogy az élet nem egyetlen molekulából vagy a környezeti feltételek egy adott halmazából keletkezett. Ehelyett azt sugallná, hogy az élet hosszú időn keresztül zajló, összetett eseménysorozat eredménye, amely magában foglalja a makromolekulák spontán kialakulását, a molekuláris struktúrák összeépülését, és e struktúrák összetettebb formákká való szaporodását.

Pár napja írtunk arról, hogy az Uránusz 4 legnagyobb holdján is lehetnek óceánok, részletek itt.