A kaliforniai Salk Institute for Biological Studies kutatói jelentős felfedezést tettek, amely alátámasztja az RNS Világ elméletét. Ezen elmélet alapján körülbelül 4 milliárd évvel ezelőtt, jóval az első baktériumok megjelenése előtt, a Föld körülményei lehetővé tették az önreplikációra képes RNS-molekulák kialakulását, ami kritikus lépés volt az élet kifejlődése felé vezető úton. Ezek az RNS molekulák így minden jelenlegi életforma előfutárai voltak, ami végül a DNS és a sejtek kialakulásához szükséges fehérjék evolúciójához vezetett.

A kísérlet során egy olyan RNS-molekulát próbáltak létrehozni, amely pontosan képes replikálni egy másik típusú RNS-t – számol be róla a The Washington Post. Az eredményeket a Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban tették közzé.

Gerald Joyce, a Salk elnöke és a tanulmány egyik szerzője szerint ez a kutatás egy lépés azon az úton, amely megmutatja, hogyan keletkezhet spontán élet a megfelelő körülmények között, ami értelemszerűen nem csak laboratóriumi körülményeket jelenti, sőt nem is csak ezt a bolygót, hanem bármely megfelelő helyet az univerzumban.

A mostani kísérlet azért is jelentős, mert leszámol egy fontos ellenérvvel, amit eddig felhoztak az RNS világgal szemben.

Az RNS Világ elmélete szerint ugyanis az élet a Földön úgy kezdődött, hogy az RNS molekulák képesek voltak lemásolni magukat és ezzel létrehozni az élet alapjait. De itt jön a probléma: ahhoz, hogy ez az elmélet működjön, az RNS-nek nagyon pontosan kell másolnia magát. A Darwin-i evolúció ugyanis csak akkor működhet, ha az örökítőanyagot (azaz a genetikai információt) nagy pontossággal adják tovább a következő generációknak, és ha túl sok a hiba csúszik be, akkor az új generációk nem lesznek képesek megőrizni az előzőek tulajdonságait, így nem tudnak alkalmazkodni vagy fejlődni.

A mostani felfedezés azért izgalmas, mert megmutatta, hogy az RNS molekulák képesek más RNS molekulákat elegendő pontossággal lemásolni a laboratóriumi körülmények között, úgy, hogy közben mégis csak elég hibát engednek meg ahhoz, hogy lehetőség nyíljon az evolúciós változásokra. Tehát sikerült egyensúlyt találni a másolás pontossága és a szükséges változatosság között: a másolatok elég pontosak ahhoz, hogy megőrizzék a genetikai információt, de mégis teret hagynak némi hibának, ami lehetővé teszi az evolúció során a változásokat és az alkalmazkodást.

A kutatók a fentieket egy 71. generációs RNS-molekula és az egyik távoli őse összehasonlításával bizonyították, és azt találták, hogy az újabb generáció hatékonyabban tud pontos másolatokat készíteni. Vagyis ezek alapján tényleg az RNS lehetett az az alapvető molekula, amely először volt képes örökíteni és végrehajtani azokat az utasításokat, amelyek az élet működéséhez szükségesek.

A mostani felfedezés azonban nem csak ezt bizonyítja, hanem arra is rávilágít, hogy az élet eredetének megértéséhez szélesebb perspektívára van szükség – vagyis bár az RNS fontos volt, valószínűleg nem egyedül működött. A kutatás szerint ugyanis a “primordiális leves” más építőköveket is tartalmazhatott, amelyek szintén hozzájárultak az élet kialakulásához. Ezek az építőkövek magukban foglalhatják a lipidmolekulákat, amelyek a sejthártyák alapjait képezik, és az aminosavakat, amelyek a fehérjék építőelemei. Ezek a komponensek aztán együttműködésben teremthették meg azokat a bonyolult kölcsönhatásokat, amelyek lehetővé tették az első életformák megjelenését.

A terület szakértői szerint “monumentális” eredményt sikerült a tudósoknak most elérniük.

A Salk csapata így nem csak az RNS Világ elméletét támasztotta alá, de értékes eszközt biztosít az irányított evolúciós kísérletekhez is. Ezek a kísérletek lehetőséget adnak arra, hogy megfigyeljük, hogyan tudnak az RNS molekulák alkalmazkodni és fejlődni kontrollált környezetben. Lényegében tehát “egy mini evolúciót” hozhatunk létre a laboratóriumban, ahol a tudósok szabályozhatják a feltételeket, és figyelemmel kísérhetik az RNS viselkedését.

Az ilyen kísérletek pedig részben tényleg azért fontosak, hogy megértsük, miként alakult ki ezen a bolygón az élet, de emellett korábban elképzelhetetlen betekintést nyerhetünk az evolúciós folyamatokba is: megfigyelhetjük, miként változnak és fejlődnek az élőlények bizonyos környezeti feltételek között, de egy sokkal gyorsabb és kontrollált módon, mint történik az a természetben.

Ez az új eszköz lehetőséget ad arra is, hogy esetleg új életformákat tervezzünk a laboratóriumban. Ez nem jelenti feltétlenül új fajok létrehozását a semmiből, hanem az RNS molekulák olyan módosításait, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy új funkciókat töltsenek be, vagy jobban alkalmazkodjanak bizonyos környezeti feltételekhez. Így aztán ezek a kísérletek amellett, hogy segíthetnek jobban megérteni az élet alapvető mechanizmusait, akár új módszereket is nyújthatnak a betegségek kezelésére, biotechnológiai alkalmazásokra, vagy akár az élet fenntarthatóbb formáinak a kifejlesztésére.

(Kép: Pixabay/wastedgeneration)