ไม่ว่าชีวิตจะเริ่มต้นขึ้นที่ใด มันก็อาจเคลื่อนไปอย่างรวดเร็วเพื่อครอบครองสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย ในบทความที่ตีพิมพ์ในเดือนเมษายนในAnnual Review of Biophysics Szostak และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของเขา Itay Budin ให้เหตุผลว่าเมื่อแม้แต่ระบบสิ่งมีชีวิตที่หยาบที่สุดก็ปรากฏขึ้น “ยังมีชุดการดัดแปลงที่เป็นไปได้เกือบไร้ขีดจำกัดซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อเซลล์ในระยะเริ่มต้น” ในการกล่าวสุนทรพจน์เมื่อเร็วๆ นี้ที่ฟลอริดาในการประชุมของมูลนิธิ Lasker Foundation ซึ่งมอบรางวัลประจำปีให้แก่ Szostak, Blackburn และ Greider สำหรับการวิจัยทางการแพทย์ขั้นพื้นฐานในปี 2006 (ตัวอย่างว่าทำไม Laskers ถึงเป็นเคล็ดลับสู่โนเบลในอนาคต) Szostak กล่าวว่าเขาคาดว่าจะได้เห็นโดยตรง “การแข่งขันด้านอาวุธเชิงวิวัฒนาการ” ท่ามกลางโปรโตเซลล์แรกของเขา เมื่อพวกเขาแข่งขันและพัฒนาเครื่องมือเพื่อความอยู่รอดที่เหนือชั้น
เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่วิทยาศาสตร์ทราบดีว่าวัตถุดิบ
สำหรับชีวิตนั้นมีมากมายในโลกยุคแรกเริ่ม ในการทดลองที่มีชื่อเสียงในปี 1953 ที่มหาวิทยาลัยชิคาโก นักเคมี Harold Urey และส่วนใหญ่คือ Stanley Miller นักศึกษาปริญญาโทของเขาแสดงให้เห็นว่าบรรยากาศดึกดำบรรพ์ของมีเทน แอมโมเนีย ไอน้ำ และไฮโดรเจน เมื่อมีประกายไฟคล้ายฟ้าแลบทำให้เกิดสารตกค้างที่อุดมไปด้วย กรดอะมิโน — หน่วยการสร้างของโปรตีน การสาธิตทำให้เกิดคลื่นของการทดลองที่แสดงให้เห็นว่าเงื่อนไขอื่นๆ ก็สามารถทำได้เช่นกัน และไม่ใช่แค่ที่นี่เท่านั้น พื้นที่รอบนอกดูเหมือนจะเต็มไปด้วยเลโก้บล็อกแห่งชีวิต อุกกาบาตสามารถประกอบด้วยโมเลกุลอินทรีย์นับพัน รวมถึงกรดอะมิโน
การรับรองเพิ่มเติมและสำคัญต่อสมมติฐานของ Szostak ที่ว่าเคมีที่จำเป็นนั้นพร้อมสำหรับชีวิตแรกนั้นเกิดขึ้นเมื่อต้นปีที่แล้ว ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ในอังกฤษ นักเคมี John Sutherland และทีมของเขารายงานว่าได้ค้นพบชุดปฏิกิริยาตามธรรมชาติที่ไรโบนิวคลีโอไทด์ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานของ RNA สามารถสร้างขึ้นบนโลกที่อายุน้อยและไร้ชีวิตได้
“แทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะไม่สร้างกรดอะมิโน น้ำตาล ลิพิด แอลกอฮอล์
และเกือบทุกอย่างที่คุณนึกออก” Robert Hazen นักธรณีเคมีแห่งสถาบัน Carnegie for Science ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. กล่าว “มีเกือบทุกอย่างมากเกินไป มีความเป็นไปได้มากเกินไป เพื่อจำกัดให้แคบลงเหลือเพียงความคิดเดียว”
สิ่งที่ควรทราบแน่ชัดก็คือ ที่ไหนสักแห่งเมื่อประมาณ 3.5 พันล้านปีก่อน ก่อนที่สัญญาณแรกของชีวิตจุลินทรีย์จะปรากฎในบันทึกฟอสซิล และหลังจากนั้นประมาณ 4.2 พันล้านปีก่อน เมื่อดาวเคราะห์เย็นตัวลงและกลายเป็นที่อยู่อาศัยได้ มีถุงน้ำพันตัวอยู่รอบๆ นิวคลีโอไทด์ที่ถูกล่ามโซ่สองสามชิ้น นิวคลีโอไทด์เหล่านั้นเกาะติดกันเป็นเกลียวเมื่อซึมเข้าไปข้างในมากขึ้น อวัยวะภายในบางส่วนอยู่ในรูปของไรโบไซม์ที่มีพลังในการเร่งปฏิกิริยา รวมถึงการทำซ้ำด้วย โปรโตเซลล์ถูกแบ่งออก มันนำสารก่อกำเนิดไปสู่รุ่นต่อ ๆ ไป ความผิดพลาดในการคัดลอกเป็นครั้งคราวเปิดประตูสู่วิวัฒนาการ
ขั้นตอนเหล่านี้เป็นสิ่งที่ทีมของ Szostak หวังว่าจะได้เห็น กลยุทธ์นั้นง่าย — ค้นหาโมเลกุลที่สามารถจำลองแบบที่จำเป็นได้อย่างรวดเร็ว การดำเนินการเป็นเรื่องยาก — ธรรมชาติใช้เวลาหลายล้านปีและมีสระน้ำ น้ำพุ ชายหาด และปล่องน้ำพุร้อนในมหาสมุทรจำนวนมากให้ใช้งาน Szostak กล่าวว่า “นี่เป็นโครงการอณูชีววิทยา แต่ในทางปฏิบัติแล้ว เรากำลังดำเนินการสังเคราะห์เคมีอินทรีย์เกือบเต็มเวลา”
ความสำเร็จของโครงการจนถึงตอนนี้สามารถแบ่งย่อยออกเป็นงานใหญ่ๆ สองสามงาน:
THE MEMBRANE : เยื่อหุ้มเซลล์สมัยใหม่มีความเหนียวและปกป้องได้ดี เต็มไปด้วยตัวรับและประตู ชั้นเหล่านี้ไม่ปล่อยให้อะไรรั่วไหลเข้าหรือออก อิฐและปูนของพวกมันคือโมเลกุลของฟอสโฟลิพิด ซึ่งตั้งชื่อตามกลุ่มฟอสฟอรัสที่โดดเด่นซึ่งให้ความเสถียรและความแข็งแรง ปลายด้านหนึ่งของแต่ละโมเลกุลถูกดึงดูดและถูกผลักออกไปโดยโมเลกุลของน้ำ บุคลิกที่แตกแยกนี้ทำให้พวกเขาสร้างเมมเบรนปิดสองชั้นในลักษณะทรงกลมอย่างคร่าว ๆ โดยปลายที่เป็นมิตรกับน้ำทั้งหมดจะหันไปทางด้านนอก และปลายที่อายน้ำจะซ่อนอยู่ตามตะเข็บภายในของเมมเบรน
เนื่องจากเยื่อที่เรียบง่ายกว่านั้นมีแนวโน้มที่จะก่อตัวขึ้นจากโรงงานเคมีอินทรีย์ตามธรรมชาติบนโลกยุคก่อนสิ่งมีชีวิต โครงการโปรโตเซลล์กำลังทำงานกับไขมันธรรมดา ซึ่งส่วนใหญ่เป็นกรดไขมันธรรมดา เช่นเดียวกับฟอสโฟลิปิด กรดไขมันที่เรียบง่ายกว่าเหล่านี้ก่อตัวเป็นผนังโปรโตเซลล์สองชั้นที่กักเก็บโมเลกุลขนาดใหญ่ไว้ แต่ต่างจากฟอสโฟลิปิดตรงที่ยอมให้นิวคลีโอไทด์ซึ่งเป็นหน่วยโครงสร้างขนาดเล็กของสารพันธุกรรมผ่านเข้าไปได้ เช่นเดียวกับฟอสโฟลิปิด
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
