Onderzoek geleid door Kuhan Chandru en Jim Cleaves van het Earth-Life Science Institute van het Tokyo Institute of Technology, Japan, heeft aangetoond dat reacties van alfahydroxyzuren, vergelijkbaar met de alfa-aminozuren waaruit moderne eiwitten bestaan, gemakkelijk grote polymeren vormen onder omstandigheden waarvan wordt aangenomen dat ze op de vroege aarde heersen. Deze alfa-hydroxyzuurpolymeren hebben mogelijk geholpen bij de vorming van levende systemen op de vroege aarde.

Er zijn meerdere theorieën over hoe het leven zich voor het eerst op de vroege aarde heeft gevormd. Een populaire theorie suggereert dat het leven kan zijn ontstaan ​​in gespecialiseerde omgevingen, zoals getijdenpoelen of warmwaterbronnen in ondiep water, waar eenvoudige chemische reacties zouden hebben geholpen om de voorlopers van het leven te genereren. Al het leven bestaat uit polymeren, grote moleculen die bestaan ​​uit een reeks moleculen die monomeren worden genoemd. Een belangrijke vraag is hoe biologische polymeren zich op de vroege aarde hadden kunnen vormen zonder enzymen.

Terwijl omgevingen van de vroege aarde misschien monomeren hadden die tot leven konden leiden, zonder de hulp van enzymen zou het voor polymeren moeilijk zijn geweest om hieruit voort te komen. In dit geval, het team toonde aan dat deze polymeren gevormd kunnen zijn met alfa-hydroxyzuren vóór het bestaan ​​van enzymen op de vroege aarde.

Dit multinationale team toonde aan dat hydroxyzuren gemakkelijker polymeriseren dan aminozuren, en dat ze de noodzakelijke toolkit hadden kunnen leveren om de vorming van complexere moleculen voor de oorsprong van het leven op aarde op gang te brengen.

Om verschillende primitieve omgevingen te simuleren, het team reageerde op alfahydroxyzuren onder verschillende omstandigheden van pH en temperatuur, van kamertemperatuur tot kokend heet. Met behulp van geavanceerde hoge resolutie massaspectrometrie en data-analyse software, ze toonden aan dat deze polymeren zich onder verschillende omstandigheden kunnen vormen.

Het team toonde verder, dat ze met een mengsel van verschillende soorten alfa-hydroxyzuur enorme aantallen soorten polymeren kunnen vormen, in feite het creëren van enorme 'bibliotheken' van verschillende chemische structuren, die stabiel kan blijven over een reeks van omgevingsomstandigheden. Het werk culmineerde in de oprichting van een polyesterbibliotheek die bestaat uit vijf soorten alfahydroxyzuren (Figuur 1). Ze toonden aan dat deze eenvoudig te maken bibliotheek honderden biljoenen verschillende polymeersequenties kan bevatten.

Dit onderzoek opent nieuwe onderzoeksgebieden van de chemie die mogelijk heeft geleid tot de vorming van leven. De auteurs willen dit werk graag uitbreiden door de soorten functies van alfa-hydroxyzuurpolymeren te onderzoeken, en andere soorten eenvoudige chemicaliën die hiermee kunnen interageren, mogelijk leidend tot zelfreplicerende chemische systemen.