حیات یک عنصر جدید دارد

MacTavish · 28/8/19

بیگ بنگ: تعقیب داستان منشاء حیات بسیار جذاب است… اما این تعقیب و جست و جو می تواند چیزی بیش از هیجان را برای ما به ارمغان داشته باشد. دانستن اینکه چگونه زمین اولین سلول‌هایش را ساخت، می تواند ما را به سمت جستجوی حیات فرازمینی سوق دهد. اگر مواد تشکیل دهنده و محیط مورد نیاز برای جرقۀ حیات خودبخودی را شناسایی کنیم، می توانیم شرایط مشابهی را در سیارات سراسر کهکشان جستجو نماییم.

به گزارش بیگ بنگ، امروزه بسیاری از تحقیقات انجام شده در مورد منشاء حیات بر روی یک بلوک ساختاری ویژه یعنی: RNA تمرکز نموده‌اند. در حالی که بعضی از دانشمندان بر این باورند که حیات از مولکول‌های ساده تشکیل شده و پس از آن به صورت RNA فرگشت یافته است، برخی دیگر به دنبال شواهدی برای اثبات (یا رد) این ادعا هستند که RNA از ابتدا وجود داشته است. مولکول پیچیده اما چند منظوره RNA که مسئول انتقال اطلاعات ژنتیکی و کمک به تولید پروتئین‌هاست، در حال حاضر به کاندید مناسبی برای تشکیل ستون فقرات حیات تبدیل شده است.

محققان برای بررسی “فرضیه جهان ِ RNA” با دو چالش عمده مواجه هستند. اولا، آنها باید دریابند که کدام ترکیبات برای ایجاد چهار نوکلئوتید RNA – یعنی آدنین، گوانین، سیتوزین و اوراسیل (A، G، C و U) با هم ترکیب شده‌اند و دوم، آنها باید بدین کشف دست یابند که چگونه RNA اطلاعات ژنتیکی را ذخیره و کپی کرده تا بتواند خودش را تکثیر کند.

تا کنون، دانشمندان پیشرفت قابل توجهی در عرصه یافتن مواد اولیۀ تشکیل دهنده C و U داشته‌اند. اما A و G همچنان سوالات زیادی را به جای گذاشته‌اند. در حال حاضر، در مقاله منتشر شده در PNAS، جک سستاک، استاد شیمی و زیست‌شناسی دانشگاه هاروارد به همراه کیم سوگست نویسنده، نشان داد که RNA می تواند توسط مجموعه‌های مختلفی از نوکلئوتیدها تولید شده باشد. در عوض تولید گوانین، RNA می تواند بر اینوزین متکی باشد. سوگست گفت:«مطالعه ما نشان می دهد که نخستین گونه‌های حیات ( A، U، C، و I ) ممکن است از یک مجموعه متفاوت از بازهای نوکلوئیدی نسبت به آنچه که در جامعۀ مدرن کنونی ( A، U، C، و G) یافت می شود به وجود آمده باشند.»

چگونه او و تیمش به این نتیجه رسیدند؟ آزمایشگاه وی که در تلاش است تا A و G، نوکلئوتیدهای مبتنی بر پورین را تولید کند، محصولات جانبی ناخواسته زیادی را ایجاد نموده است. با این حال، بتازگی، محققان راهی را برای تولید نسخه‌های آدنوزین و انزین – ۸-اکسیدان آدنوزین و ۸-اکسوآنوزین – از مواد اولیه موجود در زمین کشف نموده‌اند. بنابراین، کیم و همکارانش تصمیم گرفتند به بررسی این موضوع بپردازند که آیا RNA هایی که به این صورت تولید می شوند، می تواند به خوبی تکثیر شوند یا خیر.

اما، این مواد در عمل شکست خوردند. مانند یک کیک پخته شده با عسل به جای شکر، محصول نهایی دارای طعم مشابهی بود، اما کارایی لازم را نداشت. کیک عسل ما سوخته و غرق در مایع است. ۸ اگزو پورین RNA سرعت و دقت مورد نیاز برای کپی شدن را ندارد. اگر فرایند تبدیل به کندی صورت گیرد نیز، قبل از تکمیل فرایند، از بین می رود.

علیرغم عملکرد نامناسب، تولید ۸- اگزوپورین شگفتی غیر منتظره‌ای را به همراه داشت. بعنوان بخشی از آزمایش، تیم توانایی‌های ۸-اکزوآنوزین را با اینوزین مقایسه کرد. بر خلاف همتای ۸-اکزو، اینوزین سبب می شود که RNA بتواند با سرعت بالا تکثیر شود. لذا تیم “بدین نتیجه رسید که شاید اینوزین بتواند یک جایگزین مناسب برای تولید گوانوزین در ابتدای حیات باشد.