Undersøgelse afslører en simpel kemisk proces, der kan have ført til livets oprindelse på Jorden

Forskning ledet af Kuhan Chandru og Jim Cleaves fra Earth-Life Science Institute ved Tokyo Institute of Technology, Japan, har vist, at reaktioner af alfa-hydroxysyrer, ligner de alfa-aminosyrer, der udgør moderne proteiner, danner let store polymerer under forhold, der formodes at være fremherskende på den tidlige Jord. Disse alfa-hydroxysyrepolymerer kan have hjulpet med dannelsen af ​​levende systemer på den tidlige Jord.

Der er flere teorier for, hvordan liv først blev dannet på den tidlige Jord. En populær teori antyder, at liv kan være opstået i specialiserede miljøer, såsom tidevandsbassiner eller lavvandede varme kilder, hvor simple kemiske reaktioner ville have hjulpet med at generere livets forløbere. Alt liv består af polymerer, store molekyler opbygget af en sekvens af molekyler kaldet monomerer. Et nøglespørgsmål er, hvordan biologiske polymerer kunne have dannet sig uden enzymer på den tidlige Jord.

Mens miljøer på den tidlige Jord kunne have haft monomerer, der kunne give anledning til liv, det ville have været svært for polymerer at opstå fra disse uden hjælp fra enzymer. I dette tilfælde, holdet viste, at disse polymerer kunne være dannet med alfa-hydroxysyrer før eksistensen af ​​enzymer på den tidlige jord.

Dette multinationale hold viste, at hydroxysyrer polymeriserer lettere end aminosyrer, og at de kunne have leveret det nødvendige værktøj til at sætte gang i dannelsen af ​​mere komplekse molekyler for livets oprindelse på Jorden.

For at simulere forskellige primitive miljøer, holdet reagerede på alfa-hydroxysyrer under forskellige betingelser for pH og temperatur, fra stuetemperatur til kogende varmt. Ved hjælp af sofistikeret højopløsnings massespektrometri og dataanalysesoftware, de viste, at disse polymerer kan dannes over en række betingelser.

Holdet viste yderligere, at ved at bruge en blanding af forskellige typer alfa-hydroxysyre, kunne de danne et stort antal typer polymerer, i realiteten at skabe enorme 'biblioteker' af forskellige kemiske strukturer, som kan forblive stabile over en række miljøforhold. Arbejdet kulminerede med oprettelsen af ​​et polyesterbibliotek bestående af fem slags alfa-hydroxysyrer (figur 1). De viste, at dette bibliotek, der er nemt at oprette, kunne indeholde hundreder af billioner af forskellige polymersekvenser.

Denne forskning åbner nye områder for udforskning af den kemi, der kan have ført til dannelsen af ​​liv. Forfatterne er ivrige efter at udvide dette arbejde ved at undersøge de typer funktioner af alfa-hydroxysyre polymerer kan være i stand til at udføre, og andre typer simple kemikalier, der kunne interagere med disse, muligvis fører til selvreplikerende kemiske systemer.