In een door NASA gefinancierde onderzoeksdoorbraak, wetenschappers hebben een moleculair systeem gesynthetiseerd dat, zoals DNA, informatie kan opslaan en verzenden. Deze ongekende prestatie suggereert dat er een alternatief zou kunnen zijn voor op DNA gebaseerd leven, zoals we het op aarde kennen - een genetisch systeem voor leven dat mogelijk op andere werelden mogelijk is.

Dit nieuwe moleculaire systeem, die geen nieuwe levensvorm is, suggereert dat wetenschappers die op zoek zijn naar leven buiten de aarde misschien moeten heroverwegen waar ze naar op zoek zijn. Het onderzoek verschijnt in de donderdageditie van Wetenschap Tijdschrift.

DNA is een complex molecuul dat genetische informatie opslaat en doorgeeft, wordt doorgegeven van ouder op nageslacht in alle levende organismen op aarde, en de componenten ervan bevatten vier belangrijke ingrediënten die nucleotiden worden genoemd - allemaal standaard voor het leven zoals we dat kennen. Maar, hoe zit het met het leven op andere werelden?

"Levensdetectie is een steeds belangrijker doel van NASA's planetaire wetenschappelijke missies, en dit nieuwe werk zal ons helpen om effectieve instrumenten en experimenten te ontwikkelen die de reikwijdte zullen vergroten van wat we zoeken, " zei Lori Glaze, waarnemend directeur van NASA's Planetary Science Division.

Een manier om je het soort vreemde structuren op andere werelden voor te stellen, is door te proberen iets vreemds op aarde te creëren. Een team van onderzoekers, geleid door Steven Benner bij de Foundation for Applied Molecular Evolution in Alachua, Florida, met succes de fabricage bereikt van een nieuw informatief moleculair systeem dat lijkt op DNA, behalve op één belangrijk gebied:het nieuwe molecuul heeft acht informatieve ingrediënten in plaats van vier.

Het synthetische DNA omvat de vier nucleotiden die aanwezig zijn in het leven op aarde - adenine, cytosine, guanine, en thymine – maar ook vier andere die de structuren van de informatieve ingrediënten in het reguliere DNA nabootsen. Het resultaat is een dubbele helixstructuur die informatie kan opslaan en overdragen.

Benners team, die samenwerkte met laboratoria van de Universiteit van Texas in Austin, Indiana University Medical School in Indianapolis, en DNA-software in Ann Arbor, Michigan, noemde hun creatie "hachimoji" DNA (van het Japanse "hachi, "betekent" acht, " en "moji, " wat "letter" betekent). Hachimoji-DNA voldoet aan alle structurele vereisten die ons DNA in staat stellen om op te slaan, verzenden en ontwikkelen van informatie in levende systemen.

"Door de rollen van vorm zorgvuldig te analyseren, grootte en structuur in hachimoji-DNA, dit werk vergroot ons begrip van de soorten moleculen die informatie kunnen opslaan in buitenaards leven op buitenaardse werelden, ' zei Benner.

Wetenschappers hebben veel meer te doen met de vraag welke andere genetische systemen als basis voor leven zouden kunnen dienen, en waar dergelijke exotische organismen te vinden waren. Echter, deze studie opent de deur naar verder onderzoek naar manieren waarop het leven zichzelf kan structureren in omgevingen die wij als onherbergzaam beschouwen, maar die misschien wemelt van vormen van leven die we ons nog niet hebben voorgesteld.

"Het opnemen van een breder begrip van wat mogelijk is in ons instrumentontwerp en onze missieconcepten zal resulteren in een meer inclusief en, daarom, effectiever zoeken naar leven buiten de aarde, " zei Mary Voytek, senior wetenschapper voor Astrobiologie op het NASA-hoofdkwartier.

Een van de doelen van NASA is om te zoeken naar leven op andere planeten zoals Mars, waar eens stromend water was en een dikke atmosfeer, of manen van het buitenste zonnestelsel zoals Europa en Enceladus, waar uitgestrekte wateroceanen karnen onder dikke lagen ijs. Wat als het leven op die werelden ons DNA niet gebruikt? Hoe zouden we het kunnen herkennen? Dit nieuwe DNA kan de sleutel zijn om deze vragen en nog veel meer te beantwoorden.

Dit werk interesseert ook diegenen die geïnteresseerd zijn in informatie als onderdeel van het leven.

"De ontdekking dat DNA met acht nucleotideletters geschikt is voor het opslaan en verzenden van informatie is een doorbraak in onze kennis van het scala aan mogelijkheden dat nodig is voor het leven, " zei Andrew Serazin, voorzitter van Templeton World Charity Foundation in Nassau, De Bahamas, die dit werk ook ondersteunden. "Dit levert een belangrijke bijdrage aan de zoektocht die wordt ondersteund door de Templeton World Charity Foundation om de fundamentele rol te begrijpen die informatie speelt in zowel de natuurkunde als de biologie."