Επιστήμονες «Φρανκεστάιν» δημιούργησαν ξανά το πρώτο πράγμα που έζησε πάνω στη Γη
Πρωτοποριακά πειράματα αποκαλύπτουν πώς ίσως ξεκίνησε η ζωή στη Γη, πριν από 4 δισ. χρόνια.
H προέλευση της ζωής αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της επιστήμης. Μια από τις κυρίαρχες θεωρίες προτείνει ότι πριν από την εμφάνιση του DNA και των πρωτεϊνών, η ζωή ξεκίνησε από μόρια RNA, ικανά να αντιγράφουν τον εαυτό τους (και έτσι να πολλαπλασιάζονται). Ωστόσο, η αναπαραγωγή αυτής της διαδικασίας στο εργαστήριο έχει αποδειχθεί εξαιρετικά δύσκολη.
Από μόρια σε μηχανισμούς: Η γέννηση του RNA
Πρόσφατη έρευνα από το University College London ρίχνει φως στον τρόπο με τον οποίο το RNA θα μπορούσε να έχει σχηματιστεί και να αναπαραχθεί στις συνθήκες της πρώιμης Γης. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν συνθετικά RNA, γνωστά ως τρινουκλεοτίδια, τα οποία, αν και δεν απαντώνται στις σύγχρονες μορφές ζωής, θα μπορούσαν να υπήρχαν πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Στα πειράματα, το RNA υποβλήθηκε σε εναλλασσόμενες συνθήκες θερμότητας, οξύτητας και ψύξης σε νερό, επιτρέποντας στις αλυσίδες να αναπτυχθούν χωρίς να επανενωθούν.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι αναπτυσσόμενες αλυσίδες RNA άρχισαν να συμπεριφέρονται περισσότερο σαν τα βιολογικά μόρια που γνωρίζουμε σήμερα, πιθανώς ικανά να εκτελούν χρήσιμες χημικές λειτουργίες. Αν και μέχρι στιγμής έχει επιτευχθεί αναπαραγωγή περίπου του 17% μιας αλυσίδας RNA, οι ερευνητές πιστεύουν ότι μελλοντικές βελτιώσεις θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε πλήρη αναπαραγωγή.
Πρωτοκύτταρα σε δράση: Η ζωή κάνει restart στο εργαστήριο
Παράλληλα, άλλες ερευνητικές ομάδες εργάζονται για την αναδημιουργία απλών κυτταρικών δομών που θα μπορούσαν να αποτελούν τους προγόνους των σύγχρονων κυττάρων. Επιστήμονες από το Scripps Research Institute ανακάλυψαν μια πιθανή διαδικασία μέσω της οποίας τα πρωτοκύτταρα θα μπορούσαν να έχουν σχηματιστεί και να εξελιχθούν για να επιτελούν διάφορες λειτουργίες. Η μελέτη τους υποδεικνύει ότι μια χημική διαδικασία, γνωστή ως φωσφορυλίωση, μπορεί να έχει συμβεί νωρίτερα από ό,τι πιστευόταν, οδηγώντας σε πιο σύνθετα κύτταρα ικανά να φιλοξενούν χημικές αντιδράσεις και να διαιρούνται.
Σε ένα άλλο πείραμα, Ιάπωνες επιστήμονες δημιούργησαν αυτοαναπαραγόμενα κύτταρα στο εργαστήριο, τα οποία θα μπορούσαν να αντιπροσωπεύουν τον «χαμένο κρίκο» μεταξύ της χημείας και της βιολογίας. Ξεκινώντας με αμινοξέα, κατάφεραν να σχηματίσουν μικρές αλυσίδες που συγκεντρώθηκαν σε σταγονίδια. Όταν προστέθηκαν περισσότερα αμινοξέα, τα σταγονίδια όχι μόνο μεγάλωσαν αλλά και άρχισαν να διαιρούνται, μια διαδικασία παρόμοια με την κυτταρική διαίρεση.
Αναζητώντας απαντήσεις εδώ και στο διάστημα
Η δημιουργία των πρώτων μορφών ζωής στο εργαστήριο δεν είναι απλώς μια ακαδημαϊκή άσκηση. Παρέχει πολύτιμες πληροφορίες για το πώς η ζωή μπορεί να έχει ξεκινήσει στη Γη και προσφέρει ενδείξεις για την πιθανότητα ύπαρξης ζωής σε άλλους πλανήτες. Επιπλέον, αυτές οι έρευνες ρίχνουν φως στη φύση της ζωής και στις ελάχιστες προϋποθέσεις που απαιτούνται για την εμφάνισή της. Ανακαλύψεις όπως η δημιουργία αυτοαναπαραγόμενων πρωτοκυττάρων υποδηλώνουν ότι η μετάβαση από τη χημεία στη βιολογία μπορεί να είναι πιο απλή από ό,τι θεωρούσαμε.
Προκλήσεις και μελλοντικές κατευθύνσεις
Παρά την πρόοδο, ωστόσο, παραμένουν σημαντικές προκλήσεις. Η αναπαραγωγή πλήρων αλυσίδων RNA και η δημιουργία πρωτοκυττάρων με όλες τις απαραίτητες λειτουργίες για τη ζωή είναι στόχοι που απαιτούν περαιτέρω έρευνα. Επιπλέον, αποτελεί ακόμα ζητούμενο η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αυτές οι δομές εξελίχθηκαν σε πιο σύνθετες μορφές ζωής.
