كيف يمكن أن تبدأ الحياة بأقل حجم؟ خيط من 45 حرفًا يقدم تلميحًا

في المختبرات حيث تتلألأ الزجاجات تحت ضوء ثابت، غالبًا ما يتم مناقشة الحياة بمصطلحات عظيمة - خلايا، كائنات حية، نظم بيئية. ومع ذلك، أحيانًا، تبدأ القصص الأكثر أهمية في شيء يكاد يكون غير مرئي. خيط صغير جدًا يمكن كتابته في سطر من الحروف. تسلسل قصير جدًا قد يبدو غير مكتمل. ومع ذلك، ضمن هذا الإطار المتواضع، تتكشف بهدوء إمكانية الاستمرار الذاتي.

أبلغ العلماء عن جزيء RNA صغير، طوله 45 قاعدة فقط، يمكنه عمل نسخ من نفسه تحت الظروف المناسبة. في لغة البيولوجيا، قد يبدو هذا تقنيًا. في لغة الأصول، هو عميق بهدوء.

لقد كان RNA، أو الحمض النووي الريبي، مركزيًا منذ فترة طويلة في النظريات حول كيفية ظهور الحياة لأول مرة على الأرض. يدعم العديد من الباحثين فرضية "عالم RNA"، التي تقترح أنه قبل أن تصبح DNA والبروتينات الجزيئات السائدة للحياة، كانت خيوط RNA الأبسط تخزن المعلومات وتقوم بتنفيذ التفاعلات الكيميائية. على مدى عقود، كانت التحدي هو إظهار أن قطع RNA الصغيرة والبسيطة يمكن أن تتكرر دون الآلات الخلوية المعقدة الموجودة في الكائنات الحديثة.

يوفر الجزيء الموصوف حديثًا لمحة عن مدى بساطة مثل هذا النظام. بطول 45 قاعدة فقط، فهو أقصر بكثير من معظم RNAs الوظيفية التي تحدث بشكل طبيعي. ومع ذلك، في بيئات المختبر الخاضعة للرقابة، أظهر القدرة على تحفيز تشكيل نسخ من تسلسله الخاص. لا يتكرر بالسرعة أو الدقة التي تتمتع بها الأنظمة البيولوجية الحديثة، لكنه يقترح أن العتبة للتكرار الذاتي قد تكون أقل مما كان يُعتقد سابقًا.

يؤكد الباحثون أن هذا RNA ليس "حيًا" بالمعنى التقليدي. لا يشكل خلايا. لا يتغذى. لا يتطور بشكل مستقل في بيئة معقدة. لكنه يشارك في عملية تجلس بالقرب من الحدود بين الكيمياء والبيولوجيا: النسخ الذاتي القائم على القوالب.

تتحرك التداعيات برفق إلى الخارج. إذا كان بإمكان مثل هذا الخيط القصير أن يتكرر تحت ظروف المختبر، فإنه يعزز الحجة بأن كيمياء الأرض المبكرة قد تكون دعمت جزيئات مماثلة. برك من الماء، أسطح معدنية، دورات من التسخين والتبريد - يمكن أن تكون هذه البيئات قد وفرت المراحل التي جربت فيها RNAs البسيطة النسخ الذاتي قبل وقت طويل من تشكيل الحياة كما نعرفها.

تعيد هذه الدراسة أيضًا تشكيل كيفية تفكير العلماء في الأنظمة الجينية الدنيا. قد يساعد فهم مدى صغر حجم المكرر في إبلاغ البيولوجيا التركيبية، وبحوث أصول الحياة، وحتى البحث عن الحياة خارج الأرض. إذا كانت الخطوات الأولى للحياة تتطلب تعقيدًا أقل مما كان يُعتقد سابقًا، فقد تكون نافذة الاحتمالات أوسع مما تم تخيله.

ومع ذلك، لا تغلق الاكتشافات النقاش. لا تزال هناك العديد من الأسئلة حول الاستقرار، ومعدلات الخطأ، والجدوى البيئية. التكرار في مختبر مُدار بعناية هو شيء؛ الاستمرار في عالم ديناميكي قبل حيوي هو شيء آخر. تظل الخطوط بين الاحتمالية والاحتمال مفتوحة.

بعبارات بسيطة، حدد الباحثون جزيء RNA بطول 45 قاعدة قادر على نسخ نفسه في ظروف تجريبية، مما يقدم رؤى جديدة حول النظريات المتعلقة بأصول الحياة والأنظمة الذاتية النسخ الدنيا.

تنبيه صورة AI الرسوم البيانية تم إنشاؤها بواسطة AI ومخصصة للتمثيل، وليس للواقع.

تحقق من المصدر

مصادر موثوقة تغطي اكتشاف جزيء RNA ذاتي النسخ بطول 45 قاعدة:

Nature

Science

Reuters

The New York Times

STAT