Pondělí 15. dubna 2024, svátek má Anastázie
130 let

Lidovky.cz

Evoluce molekul ve zkumavce

Česko

Darwinův přirozený výběr mezi molekulami RNA předvedl nový pokus

Jak mohl vzniknout život na Zemi, naznačuje experiment ukazující evoluci molekul RNA.

Tahle práce dokazuje, že darwinismus porazil teorii inteligentního designu, komentoval americký biolog Andy Ellington z University of Texas publikaci, která se objevila na webových stránkách vědeckého časopisu Science.

Američtí biochemici Gerald Joyce a Tracey Lincolnová ze Scripps Research Institute v kalifornském La Jolla jsou ve svých vyjádřeních skromnější. „Jen jsme zkusili vytvořit něco biologického, co má základní vlastnosti života. To znamená, že to má nějakou funkci, množí to samo sebe, vyvíjí se to,“ vysvětloval Joyce záměr experimentu v rozhovoru pro vědecký týdeník Nature.

Joyce a Lincolnová použili pro experiment zvláštní řetězce ribonukleové kyseliny (RNA), jež jsou schopny spojit dodané kratší řetězce RNA v jeden a vytvořit tak svou vlastní kopii. Tenhle systém se neukázal v nejlepším světle. Hotové molekuly vytvářely z kratších řetězců své kopie, ale nakonec se celý systém zahltil a syntéza delších řetězců ustala, i když pro ni ještě zbývalo dost výchozí suroviny. „To se nám moc nepovedlo,“ ohodnotil Joyce první fázi experimentů.

Vědci proto celý systém přebudovali. Vytvořili dva různé řetězce RNA a uzpůsobili je tak, aby nespojovaly kratší řetězce RNA pro vytvoření vlastní kopie, ale aby kopírovaly druhý řetězec. Toto řešení už bylo výrazně úspěšnější. Syntéza delších řetězců probíhala tak dlouho, dokud byl pro jejich tvorbu k dispozici výchozí materiál. Vědci tak naučili molekuly rozmnožování. Dalším úkolem bylo donutit molekuly RNA k evoluci. Joyce a Lincolnová toho dosáhli tím, že nabídli dlouhým řetězcům RNA jako surovinu pro kopírování různě pozměněné kratší řetězce. Ty se teoreticky mohly složit do 288 různých dlouhých řetězců, jež se vzájemně lišily v efektivitě vytváření dlouhých řetězců z dodané suroviny.

To, co proběhlo ve zkumavce, nápadně připomíná Darwinův přírodní výběr. Řetězce, které jsou ve spojování kratších úseků RNA výkonnější, převládly nad „nešikovnějšími“. Vítězové tvořili v konkurenci ostatních řetězců mnohem více kopií.

„Rozhodně bych to nenazval umělým životem,“ varuje před ukvapenými závěry Joyce. Vede ho k tomu fakt, že molekuly se vývojem zlepšují jen v jedné vlastnosti a tou je rychlost syntézy řetězců RNA. Vývoj i těch nejjednodušších forem života je výrazně mnohostrannější. Bakterie se sice množí, ale zároveň se u nich vyvíjejí i další vlastnosti, například schopnost trávit některé látky a získávat z nich energii.

Joyce už v laboratoři donutil molekuly, aby se vývojem zdokonalovaly ve dvou různých činnostech. Zatím ale nechce prozradit, o jakou činnost rozšířil pracovní náplň molekul. Následně chce dosáhnout toho, aby se u molekul vyvinula úplně nová vlastnost, jakou jejich „předci“ nevládli.

Experiment je silným argumentem pro teorii tzv. RNA světa. Podle ní byla RNA klíčovou molekulou pro vznik pozemského života a sehrávala při tom dvě základní role. Byla nositelem dědičnosti, což za ni dnes zajišťuje dvoušroubovicová DNA. V RNA světě působila RNA také v roli katalyzátorů. V současných formách života na sebe vzaly tento úkol proteiny.

***

RNA perpetum mobile

Rozmnožování molekul RNA ve zkumavce není nic jednoduchého, jak ukazuje schéma převzaté ze studie v časopise Science. Důležité je, že na jednom konci stojí dva enzymy (E a E´), které vedou k uvolnění jakýchsi „stavebních dílů“ (A a B a také A´ a B´), a z nich se pak vytváří nová kopie enzymu.

Autor: