Nieuw onderzoek: hoe de eerste moleculen stabiel werden in oerrijke omgevingen

AmsterdamWetenschappers proberen nog steeds te begrijpen hoe het leven op aarde begon, omdat ze niet weten hoe complexe moleculen ontstonden en stabiel bleven in vroege omgevingen. Onderzoekers van ORIGINS, een groep gevestigd in München, hebben een methode ontdekt die mogelijk de eerste RNA-moleculen stabiel hield. Deze ontdekking kan ons helpen om de vroege stadia van het leven in een laboratorium na te bootsen.

Wanneer twee RNA-strengen samenkomen, worden ze stabieler en gaan ze langer mee. Dit was van groot belang in de vroege aardse omgeving, omdat het de vorming van complexe moleculen zoals DNA, RNA en eiwitten bevorderde, gedurende miljarden jaren voordat de eerste cellen verschenen. Toch is het ons nog steeds niet volledig duidelijk hoe dit proces precies in zijn werk ging.

Belangrijkste bevindingen uit het onderzoek:

• Onderzoekers gebruikten een modelsysteem met RNA-basen die zich makkelijker assembleren dan de huidige.
• Deze basen vormden, toe te voegen aan een waterige oplossing met een energiebron, korte RNA-strengen die maar enkele minuten overleefden.
• Het toevoegen van korte, vooraf gevormde RNA-strengen resulteerde in stabiele dubbele strengen die enkele uren meegaan.

Dubbelstrengs-RNA vormt structuren die het actief maken en in staat stellen om taken uit te voeren. Dit type RNA biedt twee voordelen: het blijft langer bestaan en het kan functioneren als een enzym. Maar hoe zijn deze dubbele strengen oorspronkelijk ontstaan in de vroege Aardse omgeving?

In laboratoriumproeven ontdekten wetenschappers dat dubbelstrengs RNA kan ontstaan door hybridisatie. Korte RNA-strengen trokken bijpassende basen aan en vormden stabiele dubbelstrengen. Deze bevindingen zijn belangrijk omdat dit type RNA mogelijk kan bijdragen aan de vorming van protocellen, vroege celachtige structuren.

Lees ook:

Vandaag · 14:53

Ontdekking van genetische geheimen voor krachtige en duurzame productie van spur-type-appelbomen

Protocellen met dubbelstrengs-RNA werden stabieler en smolten minder gemakkelijk samen. Deze stabiliteit is cruciaal voor het ontwikkelen van unieke cellulaire identiteiten. In gebieden waar protocellen vaak samensmolten, zou het behouden van individuele eigenschappen moeilijk zijn geweest. Dubbelstrengs-RNA speelde een rol bij het vormen van stabiele grenzen die samensmelten voorkwam.

Dit onderzoek biedt niet alleen inzicht in het ontstaan van leven, maar is ook relevant voor het heden. Tijdens de COVID-19-pandemie was RNA cruciaal bij het ontwikkelen van vaccins. Inzicht in de stabiliteit van RNA kan toekomstige medische studies vooruithelpen.

Job Boekhoven, het hoofd van het onderzoeksteam, zegt dat RNA interessant is omdat het informatie kan opslaan en reacties kan versnellen. Sommige mensen beschouwen dit onderzoek als een tijdverdrijf, maar het heeft veel voordelen. Het bestuderen van de oorsprong van het leven kan wetenschappers helpen medische technologieën te verbeteren en biochemische processen beter te begrijpen.

Het ORIGINS-team heeft manieren ontdekt om RNA-moleculen langer te laten bestaan, wat cruciaal is voor de vroege stadia van complex leven. Deze kennis van RNA kan leiden tot medische doorbraken. Hun onderzoek levert waardevolle inzichten op en opent nieuwe mogelijkheden om leven op moleculair niveau te bestuderen.