Startet livet med RNA?

Amerikanske forskere har klart å lage RNA-molekyler som kopierer seg selv. Kan noe lignende ha skjedd, den gangen det aller første livet på jorda oppstod?

Publisert
"Kan RNA-molekyler ha lagd det første livet?"
"Kan RNA-molekyler ha lagd det første livet?"

RNA-verden

RNA er en type molekyler som er svært like vårt arvestoff – DNA.

RNAer har viktige roller i cellene våre. De fungerer ofte som katalysatorer eller enzymer, og er sentrale i prosessen med å lage proteiner.

RNA World – RNA-verden – er hypotesen om at verden var full av liv som brukte RNA som arvestoff, før liv med DNA-gener tok over.

Hypotesen sier at RNAet som fremdeles finnes i cellene våre er levninger etter tida da livet var basert på RNA.

Begrepet RNA World ble først brukt av nobelprisvinneren Walter Gilbert i 1986, men selve ideen er eldre.

For nesten fire milliarder år siden skjedde det noe som skulle prege hele resten av jordas historie:

Det ble liv.

Ett eller annet sted hadde det oppstått en type molekyler som kunne kopiere seg selv, og snart var disse stoffene blitt til de aller første levende organismene.

Men hvordan begynte det?

Det får vi nok ikke noe skikkelig svar på før noen finner opp en brukbar tidsmaskin. Men i mellomtida kan vi i det minste spekulere, og gjøre vågale forsøk i laboratoriet. Det er nettopp det forskere fra Scripps Research Institute har gjort.

De har rett og slett utviklet RNA-molekyler – en slags slektning av DNAet – som kan kopiere seg selv i det uendelige. Ulike typer av slikt RNA kan til og med kjempe mot hverandre, i en slags evolusjon i laboratoriet.

Var det slik det hele startet?

I så fall er kanskje hypotesen om en såkalt RNA-verden riktig.

DNA og RNA

I dag er det DNA-molekyler som utgjør oppskrifta på alt avansert liv, og som blir kopiert og ført videre i stadig nye generasjoner.

I tillegg finnes et lignende molekyl – RNAet. Det kan virke både som et enzym og overføre genetisk informasjon, men er avhengig av DNA for å utføre arbeidet sitt – for eksempel å bygge proteiner.

Men før i tida kan alt ha vært annerledes. I livets barndom kan det ha vært RNAet som virket som arvemateriale, tror noen forskere. De mener den tidlige levende verden kan ha vært en ”RNA World” – eller RNA-verden.

Men er det virkelig mulig? Kan RNAet i det hele tatt kopiere seg selv uten hjelp, og på en enkel måte?

Forskerne har fundert på dette i årevis, men ingen har klart å vise at RNA kan lage nye utgaver av seg selv, som igjen kan kopiere seg. Helt til nå.

Kopierte seg selv

Tracey Lincoln og Gerald Joyce ved Scripps Research Institute begynte med å lage en haug av ulike enzymlignende RNA-varianter. Så startet de en slags evolusjonsprosess som ville få fram de typene som var best i stand til å sette sammen deler av RNA.

Til slutt klarte forskerne å skille ut en utviklet versjon av RNA, som faktisk viste seg å være temmelig god til å kopiere seg selv.

- Jeg var en smule forbløffet, innrømmer Lincoln i ei pressemelding.

Det viste seg at det selvkopierende systemet var satt sammen av to enzymlignende RNAer, som lagde nye utgaver av hverandre. Denne prosessen kunne fortsette i det uendelige, så lenge RNAene hadde tilgang til stoffer som kunne brukes som byggematerialer.

- Dette er første gang utenfor biologien at molekylær informasjon har blitt udødeliggjort, Sier Joyce.

Og historien slutter ikke her.

Liv i laboratoriet?

Forskerne lagde flere enzymlignende RNA-par som hadde tilsvarende egenskaper. Så blandet de sammen 12 slike par og byggesteiner som kunne brukes til å lage kopier. Målet var å finne ut hvilken variant som klarte seg best, og altså lagde flest kopier av seg selv.

Da dukket det opp enda en fascinerende egenskap hos RNA-molekylene.

Det viste seg at RNA-parene stort sett lagde riktige kopier av seg selv. Men ikke alltid. Noen ganger gjorde de feil, og brukte en av de andre typene byggematerialer i kopien. Dermed oppstod det altså ”mutasjoner”.

Disse nye RNA-utgavene kunne også kopiere seg selv, og ble med i kampen om hvem som formerte seg mest effektivt – akkurat som artene i Darwins evolusjonsteori. Joyce mener dette er det mest oppsiktsvekkende ved hele funnet.

- Det vi har funnet kan være relevant for livets begynnelse, ved nøkkeløyeblikket da den darwinistiske evolusjonen startet.

Lincoln stemmer i:

- Det vi har her, er ikke levende, men vi har klart å vise at det har en del livlignende egenskaper, og det er ekstremt interessant.

For i samme øyeblikk dukker det opp et svimlende spørsmål:

Kan man lage liv i laboratoriet?

- Vi har så klart ikke oppnådd det, sier Joyce.

- Men vi banker på døra.

Referanse:

Tracey A. Lincoln & Gerald F. Joyce, Self-Sustained Replication of an RNA Enzyme, Science Express, 8. januar 2009.