Ny undersøgelse afslører almindeligt bordsalt kan have været afgørende for livets oprindelse

Et af de mest fundamentale uforklarede spørgsmål i moderne videnskab er, hvordan livet begyndte. Forskere mener generelt, at simple molekyler, der er til stede i tidlige planetariske miljøer, blev omdannet til mere komplekse, der kunne have hjulpet med at starte livet ved at tilføre energi fra miljøet. Forskere mener, at den tidlige Jord var fyldt med mange slags energi, fra de høje temperaturer produceret af vulkaner til den ultraviolette stråling, der stråler ned af solen.

En af de mest klassiske undersøgelser af, hvordan organiske forbindelser kunne være blevet fremstillet på den tidlige jord, er Miller-Urey-eksperimentet, som demonstrerer, hvordan elektriske udladninger, der simulerer lynnedslag, kan hjælpe med at lave en række organiske forbindelser, herunder aminosyrer, som er de grundlæggende byggesten i alt liv. En anden vigtig energikilde i planetariske miljøer er højenergistråling, som har forskellige kilder, herunder radioaktivt henfald af naturligt forekommende kemiske grundstoffer som uran og kalium. Forskning ledet af Yi Ruiqin og Albert Fahrenbach fra Earth-Life Science Institute (ELSI) ved Tokyo Institute of Technology, Japan, har for nylig vist, at en række forskellige forbindelser, der er nyttige til syntese af RNA, dannes, når simple forbindelser, kombineret med natriumchlorid, udsættes for gammastråler.

Dette arbejde bringer os vigtigt et skridt tættere på at forstå, hvordan RNA, som i vid udstrækning anses for at være et kandidatmolekyle til at hjælpe med at starte livet, kunne være opstået abiotisk på den tidlige Jord. På grund af dens kompleksitet, at lave RNA "fra bunden" under primitive solsystemforhold er ingen let opgave. Biologi er god til det, fordi det har udviklet sig over milliarder af år til at udføre arbejdet med en fantastisk effektivitet. Før livet opstod, der ville have været lidt i miljøet, der ville have hjulpet med at lave RNA. Disse forskere fandt ud af, at natriumchlorid – eller almindeligt bordsalt – kan hjælpe med at lave de nødvendige byggesten til RNA. Natriumklorid er den kemiske forbindelse, der gør havet salt, Derfor er det højst sandsynligt, at denne proces kan forekomme på primitive planeter, inklusive Jorden.

Det mest udfordrende aspekt af dette arbejde var at finde ud af, at salt, specifikt chloridkomponenten, spillede en afgørende rolle i disse reaktioner. Typisk, kemikere ignorerer klorid i deres reaktioner. Når kemikere udfører reaktioner i vand, det er højst sandsynligt, at der i det mindste er noget klorid derinde alligevel, selvom den det meste af tiden bare sidder stille som "tilskuer". Det spiller ofte ikke en væsentlig rolle i de reaktioner, kemikere er interesserede i, det er bare en del af baggrunden meget af tiden. Disse forskere fandt dog ud af, at dette ikke var tilfældet i deres eksperimenter, og det tog dem noget tid at finde ud af det. Hvad de til sidst udledte var, at den ioniserende stråling, de brugte som energikilde til at drive deres reaktioner, får chlorid til at miste en elektron og blive det, der er kendt som en "radikal". Som navnet antyder, Kloridet er så ikke længere så mildt og bliver meget mere kemisk reaktivt. Når først kloridet er aktiveret af gammastråling, det er gratis at hjælpe med at konstruere andre højenergiforbindelser, som endelig kan hjælpe med at opbygge komplekse RNA-molekyler.

Selvom disse forskere endnu ikke har lokket deres reaktioner hele vejen til RNA, dette arbejde viser, at der nu ikke er noget principielt, der skal forhindre dette i at ske. Spørgsmålet er nu ikke så meget, hvordan man laver alle de nødvendige byggesten til at lave RNA, men hvordan man kombinerer dem i en "varm lille dam" for at lave de første RNA-polymerer. En af de største udfordringer ved dette er at forstå, hvordan andre molekyler, det er, andre end dem, der er vigtige for fremstilling af RNA, kan påvirke denne proces. Forfatterne mener, at dette kunne være ret "rodet" kemi i den forstand, at mange andre molekyler, som kunne forstyrre denne proces, ville blive lavet på samme tid. Om disse andre molekyler vil interferere med RNA-syntese, eller endda have en gavnlig effekt, er det fremtidige fokus for disse forskeres forskning. At forstå meget komplekse blandinger af kemikalier er ikke kun en udfordring i oprindelsen af ​​livsforskning, men en stor udfordring for organisk kemi generelt.