Op de vroege aarde, er moesten een reeks spontane gebeurtenissen plaatsvinden om het leven zoals we dat kennen te laten beginnen. Een van die verschijnselen is de vorming van compartimenten die worden omsloten door lipidemembranen. Nieuw onderzoek door Irep Gözen, Elif Koksal, en collega's van de Universiteit van Oslo onthullen, Voor de eerste keer, hoe deze blaasjes zichzelf kunnen assembleren op oppervlakken zonder externe input. Het team ontdekte de meest rechttoe rechtaan en plausibele verklaring tot nu toe met de eenvoudigste aannames. Zij zullen hun onderzoek presenteren op de 63e Biophysical Society Annual Meeting, te houden van 2 t/m 6 maart 2019 in Baltimore, Maryland.

Het laboratorium van Gözen was oorspronkelijk gericht op biomaterialen, geen onderzoek naar de oorsprong van het leven.

"We probeerden eigenlijk nog een experiment te doen en dit kwam als een ontdekking, " zei Gözen. "De vorming van lipidebuizen en de opkomst van duizenden blaasjes gebeurde spontaan toen we lipiden op een siliciumdioxide-oppervlak achterlieten."

De lipiden in hun experiment waren vergelijkbaar met die in bacteriemembranen en hebben waterminnende koppen en watervermijdende staarten. Vanwege deze watervoorkeurseigenschappen, ze organiseren spontaan met hun staarten naar binnen gericht en hun hoofden naar buiten gericht. Op het oppervlak van siliciumdioxide, de lipiden werden vellen, met lagen van deze georganiseerde lipiden. Door de plakkerigheid van het oppervlak, op sommige punten scheiden de twee lagen, en de bovenste laag puilt uit, het maken van buizen en vervolgens ronde ballen naarmate ze meer lipiden krijgen. Het gehele proces is volledig autonoom. Een zachte stroom van de beweging van vloeistof kan er vervolgens voor zorgen dat deze blaasjes loskomen van het oppervlak en protocellen creëren, zoals die waarvan wordt aangenomen dat ze een opstap zijn naar de oorsprong van het leven.

"Dit is een nieuwe en nieuwe manier van compartimentering, ' zei Gozen.

Het is denkbaar dat op de vroege aarde iets soortgelijks is gebeurd. siliconen dioxide, of silica, is een van de meest voorkomende mineralen op het aardoppervlak. Vette moleculen hadden in het previologische tijdperk gemakkelijk kunnen bestaan, zoals bevestigd door de resultaten van hun succesvolle synthese uitgevoerd in mogelijke primitieve aardse omstandigheden, samen met hun sporen gevonden in fossielen en meteorieten. Intrigerend, siliciumdioxide werd onlangs op Mars gedetecteerd door de Curiosity Rover.

Een andere puzzel in het begin van het leven is hoe genetisch materiaal in protocellen is gekomen. Het is niet bekend of de compartimenten gevormd rond de reeds bestaande lange genetische ketens zoals RNA, of als de kleine bouwstenen op de een of andere manier hun weg vonden in deze kleine bubbels en de kettingen naar binnen maakten. Gözen en collega's voegden een lichtgevend organisch molecuul toe dat qua grootte vergelijkbaar is met nucleotiden, de genetische bouwstenen, naar de omgeving van de bellen. Zulke moleculen die te groot waren om door de wand van de bel te diffunderen, binnen konden komen zonder de protocellen in gevaar te brengen. Ze speculeren dat het door voorbijgaande defecten of poriën in de protocelwand komt.

"Ons onderzoek kan verklaren, Voor de eerste keer, de details van zelfgestuurde overgang van zwak georganiseerde lipiden op vaste oppervlakken naar protocellen met afgezonderde interne inhoud, ' zei Gozen.