Japońscy naukowcy po raz pierwszy udowodnili zdolność RNA do ewolucji

Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego po raz pierwszy stworzyli cząsteczkę RNA, która ulega replikacji

różnicuje się i staje się bardziej złożony zgodnie zEwolucja darwinowska. W wyniku eksperymentu naukowcy pokazali, jak poszczególne typy RNA zamieniły się w złożony system: sieć replikatorów składającą się z pięciu typów RNA podlegających różnym interakcjom. To pierwszy empiryczny dowód na to, że proste cząsteczki biologiczne mogą dać początek złożonym systemom przypominającym życie.

Pochodzenie życia według teorii darwinowskiejewolucja opiera się na przejściu od samoreplikujących się cząsteczek, takich jak RNA, do złożonych systemów żywych. Jednak współczesna nauka nie daje jasnej odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób nastąpiło przejście od pojedynczych cząsteczek chemicznych do złożonych form życia.

Jedna z hipotez naukowych sugeruje, że:pierwotnie niezwiązane cząsteczki RNA istniały na Ziemi, prawdopodobnie wraz z białkami i innymi substancjami organicznymi. Następnie, około cztery miliardy lat temu, molekuły te zaczęły się rozmnażać i ewoluować z pojedynczej molekuły w różnorodne złożone układy. Naukowcy założyli, że RNA może rozwijać się w różnych kierunkach, kumulując mutacje pod wpływem czynników zewnętrznych. W procesie mutacji przeprowadzono selekcję najbardziej stabilnych cząsteczek, które następnie utworzyły DNA.

„W biologii ewolucyjnej istnieje zasadawykluczenie konkurencyjne, które mówi, że wiele gatunków nie może współistnieć, jeśli konkurują o ten sam zasób. Oznacza to, że aby osiągnąć zrównoważoną różnorodność, molekuły muszą określić kolejność, w jakiej wykorzystywane są różne zasoby – mówi Ryo Mizuchi, jeden z autorów badania. „Początkowo wątpiliśmy, czy jest to możliwe w zasadzie, ponieważ są to tylko molekuły”.

Zdjęcie: Ryo Mizuchi, Uniwersytet w Tokio

Podczas eksperymentu naukowcy inkubowaliCząsteczki RNA w kroplach wody umieszczone w oleju w temperaturze 37°C na pięć godzin. Roztwór następnie rozcieńczono do jednej piątej stężenia za pomocą nowych kropli pożywki i energicznie wymieszano. Kiedy proces ten został powtórzony kilka razy, pojawiły się mutacje. Cały eksperyment trwał 1200 godzin (240 cykli dodawania składników odżywczych).

„W rezultacie stwierdziliśmy, że poszczególne RNA niekonkurowały ze sobą, ale stworzyły stabilny system pięciu typów RNA z różnymi interakcjami. Potwierdza to możliwość takiego wariantu ewolucji ”- dodaje Mizuchi.

Prace naukowców stanowią dopiero pierwszy krok w zrozumieniu przejścia od pojedynczych molekuł do komórek. Zespół planuje kontynuować badania nad dalszą ewolucją i tworzeniem złożonych systemów żywych.

Czytaj więcej:

Naukowcy odkryli najzdrowszych ludzi na Ziemi: chodzi o wyjątkowy styl życia

Niebezpieczeństwo darmowych VPN. Dlaczego nie można ich pobrać i jak się zabezpieczyć?

Fizycy odtworzyli w laboratorium zdolności T-1000 z „Terminatora-2”