Japanilaiset tutkijat osoittivat ensimmäistä kertaa RNA:n kyvyn kehittyä

Tokion yliopiston tutkijat loivat ensimmäistä kertaa RNA-molekyylin, joka replikoituu

monipuolistuu ja monimutkaistuu sen mukaisestiDarwinilainen evoluutio. Kokeen tuloksena tutkijat osoittivat, kuinka yksittäiset RNA-tyypit muuttuivat monimutkaiseksi järjestelmäksi: replikaattorien verkosto, joka koostuu viidestä RNA-tyypistä, joilla on erilaisia ​​vuorovaikutuksia. Tämä on ensimmäinen empiirinen todiste siitä, että yksinkertaiset biologiset molekyylit voivat synnyttää monimutkaisia ​​elämän kaltaisia ​​järjestelmiä.

Elämän alkuperä darwinilaisen teorian mukaanevoluutio perustuu siirtymiseen itsestään replikoituvista molekyyleistä, kuten RNA:sta, monimutkaisiin eläviin järjestelmiin. Nykyaikainen tiede ei kuitenkaan anna selkeää vastausta kysymykseen, kuinka siirtyminen yksittäisistä kemiallisista molekyyleistä monimutkaisiin elämänmuotoihin tapahtui.

Yksi tieteellinen hypoteesi viittaa siihenMaapallolla oli alun perin sitoutumattomia RNA-molekyylejä, mahdollisesti yhdessä proteiinien ja muiden orgaanisten aineiden kanssa. Sitten, noin neljä miljardia vuotta sitten, nämä molekyylit alkoivat lisääntyä ja kehittyä yhdestä molekyylistä useiksi monimutkaisiksi systeemeiksi. Tutkijat olettivat, että RNA voi kehittyä eri suuntiin, keräämällä mutaatioita ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta. Mutaatioprosessissa suoritettiin stabiilimpien molekyylien valinta, jotka myöhemmin muodostivat DNA:ta.

"Evoluutiobiologiassa on periaatekilpailullinen syrjäytyminen, joka sanoo, että useat lajit eivät voi elää rinnakkain, jos ne kilpailevat samasta luonnonvarasta. Tämä tarkoittaa, että kestävän monimuotoisuuden saavuttamiseksi molekyylien on määritettävä järjestys, jossa eri resursseja käytetään, sanoo Ryo Mizuchi, yksi tutkimuksen tekijöistä. "Aluksi epäilimme, onko tämä periaatteessa mahdollista, koska ne ovat vain molekyylejä."

Kuva: Ryo Mizuchi, Tokion yliopisto

Kokeen aikana tutkijat inkuboivatRNA-molekyylit vesipisaroissa asetettuna öljyyn 37 °C:n lämpötilaan viideksi tunniksi. Liuos laimennettiin sitten viidesosaan pitoisuudesta käyttämällä uusia ravinnepisaroita ja sekoitettiin voimakkaasti. Kun tämä prosessi toistettiin useita kertoja, tapahtui mutaatioita. Koko koe kesti 1200 tuntia (240 ravinteiden lisäyssykliä).

"Tämän seurauksena huomasimme, että yksittäiset RNA:t eivätkilpaili keskenään, mutta loi vakaan järjestelmän viidestä RNA-tyypistä erilaisilla vuorovaikutuksilla. Tämä vahvistaa tällaisen evoluution variantin mahdollisuuden ”, Mizuchi lisää.

Tiedemiesten työ edustaa vain ensimmäistä askelta siirtymisen ymmärtämisessä yksittäisistä molekyyleistä soluihin. Ryhmä aikoo jatkaa tutkimusta jatkokehityksestä ja monimutkaisten elävien järjestelmien luomisesta.

Lue lisää:

Tiedemiehet ovat löytäneet maapallon terveimmät ihmiset: kyse on ainutlaatuisesta elämäntyylistä

Ilmaisten VPN-verkkojen vaara. Miksi niitä ei voi ladata ja kuinka suojautua?

Fyysikot ovat luoneet uudelleen T-1000:n kyvyt "Terminaattori-2:sta" laboratoriossa