کشف سرنخی جدید از نحوه تشکیل حیات اولیه در زمین

محققان دانشگاه توکیو یک مولکول آران‌ای (RNA) ساخته‌اند که نه تنها می‌تواند تکثیر شود، بلکه می‌تواند به طیف متنوعی از مولکول‌های پیچیده‌تر تبدیل شود. این یافته می‌تواند شکاف بزرگی که در معمای نحوه آغاز حیات در زمین وجود دارد را پُر کند.

به گزارش ایسنا و به نقل از نیواطلس،  نحوه تشکیل حیات  از مواد غیر زنده، یکی از ژرف‌ترین اسرار جهان علم است. مدت‌ها فرض بر این بود که آران‌ای به‌عنوان نوعی پیش‌ساز برای دی‌ان‌ای عمل می‌کند و در صورت وجود این مولکول‌های ساده در "سوپ بنیادین" زمین، امکان تکثیر و تبدیل شدن آن‌ها به طیفی از اشکال متنوع وجود داشته است. با پیچیده‌تر شدن مولکول‌ها، سلول‌های دارای دی‌ان‌ای ایجاد می‌شدند و همه اشکال حیاتی که امروزه می‌بینیم را به وجود می‌آوردند.  

هر چقدرهم که این توضیح دقیق باشد، مشخص نیست که آیا مولکول‌های آران‌ای می‌توانند چنین تکاملی انجام دهند یا خیر. بنابراین در این مطالعه جدید، محققان توکیو یک آزمایش طولانی مدت از همانندسازی آران‌ای انجام دادند.

محققان مولکول‌های آران‌ای رپلیکاز (RNA replicase) را در قطراتی از آب که در روغن محصور بودند، در دمای ۳۷ درجه سانتی‌گراد به مدت پنج ساعت کشت دادند. سپس مواد مغذی به آن اضافه شد و محلول تا یک پنجم غلظت اولیه رقیق و پیش از اینکه به مدت پنج ساعت دیگر مورد کشت قرار بگیرد، هم زده شد. این فرآیند در ۲۴۰ چرخه پنج ساعته تکرار شد و در مجموع ۱۲۰۰ ساعت زمان برد.

مولکول‌های آران‌ای در طول زمان جهش یافته و تغییر کردند. "گونه" منفرد آغازین در نهایت به پنج دودمان مختلف منشعب شد. شبکه‌ای از تعاملات بین دودمان‌های مختلف به وجود آمد و این همکاری باعث تکثیر کارآمدتر آن‌ها شد.

"ریو میزوچی" ( Ryo Mizuuchi)، نویسنده این مطالعه گفت: ما در ابتدا مطمئن نبودیم که امکان تکامل و همزیستی چنین آران‌ای‌های متنوعی  وجود داشته باشد. در زیست‌شناسی تکاملی، "اصل طرد رقابتی" بیان می‌کند که اگر بیش از یک گونه برای منابع یکسان با هم رقابت کنند، نمی‌توانند به همزیستی بپردازند. این بدان معناست که مولکول‌ها برای حفظ  تنوع باید راهی برای استفاده از منابع مختلف ایجاد کنند. آن‌ها فقط مولکول هستند، بنابراین ما فکر کردیم که آیا این امکان وجود دارد که گونه‌های شیمیایی غیرزنده به طور خود به خود چنین راهی ایجاد کنند.

اگرچه این آزمایش نشان می‌دهد که احتمال تکامل آران‌ای و ایجاد حیات پیچیده وجود دارد اما این لزوما تاییدی بر رخ دادن آن در دنیای واقعی نیست. محققان قصد دارند آزمایش‌های بیشتری انجام دهند تا با دقت بیشتری دریابند که چگونه آران‌ای می‌تواند راه را برای ایجاد موجودات زنده هموار کند.

این تحقیق در مجله "Nature Communications" منتشر شده است.