Skripso tyrimų instituto (Scripps Research Institute) mokslininkai pirmą kartą sukūrė RNR fermentą, galintį save kopijuoti be sustojimo, net ir tuo atveju, kai nėra jokių pašalinių baltymų ar ląstelių. Spėjama, jog iš tokių junginių galėjo susidaryti Žemės gyvybė.
Pasiekti tokių įspūdingų rezultatų mokslininkai galėjo tik po daugybės bandymų ir ilgų tyrimų. Nuotraukoje matyti atskirų bandinių indeliai.
Mokslininkai jau gana senai bando suprasti, kaip mūsų planetoje atsirado gyvybė. Vienoje iš hipotezių daroma prielaida, jog pirmosios molekulės, išmokusios kopijuoti save, buvo RNR. Būtent jų savybės ir sukūrė paveldimumą – vieną iš pačių svarbiausių gyvų organizmų savybių. Ir tik žymiai vėliau šias savybes perėmė DNR ir baltymai. Dabar gi RNR jau negali atlikti savo funkcijos atskirai nuo DNR, kuri yra pagrindinė paveldimos informacijos pernešėja.
Hipotezė kaip hipotezė – iki šiol ji niekuo nebuvo pranašesnė už visą eilę kitų panašių teorijų, nes mokslininkams vis nepavykdavo atkartoti to, kas vyko prieš daug milijonų metų – sukurti RNR fermentą (kitaip vadinamą ribozimą), skatinantį RNR kopijavimą be jokių papildomų išorinių jungčių.
Pagaliau mokslininkams tai padaryti pavyko – didelį žingsnį į priekį padarė Tracey Lincoln ir jos mokslinis vadovas profesorius Geraldas Joyce'as.
Kopijavimo efektas pasiektas panaudojus priverstinės adaptacijos metodą. Kalbant paprastai, pirmiausia mokslininkai paėmė anksčiau sukurtą ribozimą, turintį replikacinių savybių, po to jį patobulino taip, kad jis galėtų pats efektyviai ir nenutrūkstamai save dauginti.
Žinoma, visas eksperimentas realybėje nebuvo toks paprastas, kaip šių kelių eilučių parašymas. Siekdama norimo efekto, Lincoln turėjo sintezuoti didžiulius įvairių variacijų RNR fermentus. Vėliau bandymų mėgintuvėliuose buvo bandomi perspektyviausi mėginiai. Galų gale mokslininkams pavyko surasti tinkamiausią junginį, galinti efektyviai save kopijuoti.
Gautas mėginys buvo sudarytas iš dviejų fermentų, kurių kiekvienas taip pat susidėjo iš dviejų elementų. Abu ribozimai veikė kaip katalizatoriai, skatinantys „kaimyno“ dauginimąsi.
Ciklinė krosreplikacija (t.y. kryžminė, tarpusavio replikacija) vyko tokiu būdu: pirmasis ribozimas suriša abi antro ribozimo dalis ir taip sukuria jo naują kopiją, o antrasis ribozimas tuo pat metu atlieka identišką operaciją su pirmuoju.
Taigi, abu ribozimai tuo pačiu metu kopijuoja vienas kitą. Pradiniu momentu reikia tik nedidelės startinės RNR fermentų koncentracijos, o po to telieka nuolat papildyti jų sudedamųjų medžiagų atsargas.
Šie sėkmingi eksperimento rezultatai mokslininkus įkvėpė naujiems tyrimams. Jie sukūrė keletą sėkmingai besidauginančių ribozimo porų, po to 12 jų sumaišė į vieną terpę (kartu su reikalingais dauginimuisi elementais) ir nusprendė pažiūrėti, kaip jiems seksis „kova dėl vietos po Saule“.
Vėliau paaiškėjo, jog keli fermentai ėmė klysti ir „klijavo“ ne tas ribozimo dalis, kurias reikėjo (iš visos masės paimdavo svetimus elementus). Sudarusios „neteisingos“ kopijos imdavo augti, o kai kurios iš jų netgi ėmė dominuoti bendroje masėje. Mėgintuvėlyje vyko tai, ką biologai galėtų pavadinti savotiška evoliucija. Ir galbūt tokie procesai vyko Žemėje gyvybės formavimosi laikotarpiu.
„Tai, ką mes sukūrėme, negalima vadinti gyvybės forma, tačiau tai neabejotinai turi gyvų organizmo savybių, todėl tyrinėti tokią medžiagą yra labai įdomu“, - pasakoja Tracey Lincoln.
Kokie galėtų būti platesni sukurto RNR fermento pritaikymo būdai, mokslininkai kol kas nekomentuoja.
Ribozimo elementai, kuriuos mokslininkai tyrinėjo savo laboratorijoje, yra gana sudėtingos struktūros (susideda iš daugybės nukleotidų), tad kyla abejonių, ar gyvybės atsiradimo aušroje galėjo būti tokių medžiagų. Gamtoje susidariusios ribozimo grandinės privalėjo būti paprastesnės. Nepaisant to šis mokslininkų eksperimentas įrodo, jog hipotezė, aprašanti gyvybės formavimosi pradžią dėl susidariusių natūralių RNR fermentų grandinių, turi realų pagrindą ir dabar neabejotinai prie šių tyrimų prisijungs kiti mokslininkai. Žinoma, išlieka klausimas, kokiu būdu iš neorganinių medžiagų ėmė formuotis RNR fermentai. Tačiau į jį jau pateikti hipotetiniai atsakymai.
Susidomėję išsamesnės informacijos gali gauti perskaitę instituto pranešimą spaudai arba žurnale „Science“ mokslininkų paskelbtą straipsnį.
Tokie sėkmingi eksperimentai ne tik gali praskleisti gyvybės evoliucijos uždangą, bet ir priatina žmoniją prie vieno egzotiškiausių mokslinių tikslų – dirbtinės gyvybės sukūrimo. Šia tema retsykiais pasirodo įdomių pranešimų (štai pernai Craigo Venterio laboratorija pranešė, jog surado naują ir efektyvesnį būdą sintetiniam genomui kurti , o Japonijos chemikai paskelbė sukūrę pirmą DNR molekulę, kurią sudarančios dalys beveik visos yra sintetinės), bet kol kas realių laimėjimų vis dar laukiama.
