In een doorbraak die licht werpt op de oorsprong van het leven op aarde, hebben wetenschappers van het Scripps Research Institute in Californië met succes opnieuw gecreëerd wat misschien wel de eerste vonk van het leven zou kunnen zijn:de vorming van een zichzelf replicerend molecuul dat in staat is tot evolutie.

Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, omvat de creatie van een synthetisch molecuul dat de eigenschappen van RNA nabootst, een cruciaal onderdeel van alle levende organismen die verantwoordelijk zijn voor het opslaan van genetische informatie. Het molecuul, "Locked nucleic acid" (LNA) genoemd, kan genetische informatie opslaan en zichzelf repliceren zonder de noodzaak van enzymen (biologische katalysatoren).

De betekenis van deze prestatie ligt in het feit dat wordt aangenomen dat enzymen zijn geëvolueerd na de opkomst van zelfreplicerende moleculen. Door een RNA-achtig molecuul te creëren dat zichzelf kan vermenigvuldigen zonder enzymen, hebben de wetenschappers mogelijk een cruciale fase in de vroege evolutie van het leven gereconstrueerd.

Het experiment begon met een verzameling LNA-moleculen, elk bestaande uit een ruggengraat van afwisselende suikers en fosfaatgroepen, vergelijkbaar met natuurlijk RNA. Deze moleculen werden vervolgens onderworpen aan meerdere rondes van verwarmings- en afkoelingscycli, waarbij de temperatuurschommelingen werden gesimuleerd die zich mogelijk hadden voorgedaan in de oorspronkelijke omgeving van de oude aarde.

In de loop van de tijd ondergingen de LNA-moleculen een proces van natuurlijke selectie, waarbij de moleculen die het meest succesvol konden repliceren dominant werden in de populatie. Uiteindelijk observeerden de onderzoekers de opkomst van een LNA-molecuul dat zichzelf met hoge efficiëntie en nauwkeurigheid kon vermenigvuldigen en leek op de fundamentele kenmerken van een levend organisme.

De implicaties van dit onderzoek reiken verder dan het begrip van de oorsprong van het leven. Door de principes te onderzoeken die zelfreplicatie en evolutie in synthetische moleculen bepalen, kunnen wetenschappers potentieel nieuwe genetische systemen en therapieën ontwerpen. Op LNA gebaseerde moleculen zouden bijvoorbeeld kunnen worden ontworpen om zich op specifieke genen te richten of genexpressie te reguleren, wat kan leiden tot potentiële vooruitgang in de geneeskunde en biotechnologie.

De succesvolle herschepping van de eerste vonk van het leven brengt ons dichter bij het ontrafelen van de raadselachtige processen die hebben geleid tot het ontstaan ​​van het leven op aarde. Het onderstreept verder de diepe onderlinge verbondenheid tussen chemie en biologie, waardoor nieuwe wegen voor onderzoek en innovatie worden geopend, geïnspireerd door de fundamentele bouwstenen van het leven.