Jednym z najbardziej podstawowych pytań, jakie zadają sobie naukowcy, dotyczy początków życia na naszej planecie. Jedna z hipotez mówi, że cząsteczki RNA istniały na młodej Ziemi razem z białkami i innymi związkami organicznymi. Około 4 mld lat temu, zaczęły się one samoistnie replikować i przekształcać z prostych w bardziej złożone. Te przemiany doprowadziły do powstania życia, jakie znamy.
Czytaj też: DNA jako nośnik danych coraz bliżej. Naukowcy dodali siedem dodatkowych liter do molekularnego alfabetu
Mimo licznych teorii dotyczących początków życia na Ziemi, trudno było stworzyć samoreplikujące systemy RNA. Naukowcy z Uniwersytetu w Tokio pod kierownictwem prof. Ryo Mizuuchiego i prof. Norikazu Ichikashiego przeprowadzili długoterminowy eksperyment z udziałem RNA, podczas którego byli świadkami przejścia od prostego do żłożonego systemu. Szczegóły opisano w Nature Communications.
Stwierdziliśmy, że pojedynczy gatunek RNA przekształcił się w złożony system replikacji: sieć replikatorów składającą się z pięciu typów RNA o zróżnicowanych interakcjach, co potwierdza wiarygodność od dawna przewidywanego scenariusza przejścia ewolucyjnego.prof. Ryo Mizuuchi
Uczeni wykorzystali unikalny system replikacji RNA, który może podlegać zasadom ewolucji darwinowskiej, czyli samonapędzającemu się procesowi ciągłych zmian opartych na mutacjach i doborze naturalnym.
Szczerze mówiąc, początkowo wątpiliśmy, że tak różne RNA mogą ewoluować i współistnieć. W biologii ewolucyjnej “zasada wykluczenia konkurencyjnego” mówi, że więcej niż jeden gatunek nie może współistnieć, jeśli konkuruje o te same zasoby. Oznacza to, że cząsteczki muszą znaleźć sposób na korzystanie z różnych zasobów, jeden po drugim, aby utrzymać zróżnicowanie. Są to tylko cząsteczki, więc zastanawialiśmy się, czy możliwe jest, aby nieożywione gatunki chemiczne spontanicznie rozwijały takie innowacje.prof. Ryo Mizuuchi
Co dalej? Prostota stworzonego systemu replikacji pozwala badać zjawiska ewolucyjne z niespotykaną rozdzielczością. Ewolucja złożoności zaobserwowana podczas eksperymentu z RNA to dopiero początek.
