ORIGINEA VIEŢII Deţinătorul Premiului Nobel pentru Medicină, Jack W. Szostak, a anunţat că mai lipseşte foarte puţin pentru refacerea celulei primitive, cea de la care a pornit viaţa pe Pământ. Experimentul face parte dintr-un proiect desfăşurat pe parcursul a peste zece ani, în care oamenii de ştiinţă încearcă să înţeleagă cum au apărut primele forme de viaţă din molecule lipsite de viaţă. Pentru a reconstitui procesul, s-au realizat experimente cu structuri celulare simple, „protocelule”, un fel de bule de acizi graşi. Acestea reprezintă un fel de versiuni brute ale celulelor din care sunt constituite organismele vii. Deşi lipsite de structurile intracelulare complexe, se pot totuşi reproduce prin diviziune, formând protocelule-fiice. Fiinţele vii sunt însă caracterizate şi prin existenţa unui material genetic, purtător al codului genetic, adică „instrucţiunile” după care se formează şi funcţionează orice vieţuitoare. Iar acest material genetic trebuie să fie capabil să se autoreplice.

La organismele de azi, informaţia genetică este stocată în ADN, dar primele forme de viaţă de pe Pământ foloseau probabil ARN, o moleculă mai simplă decât ADN-ul ce poate să îndeplinească mai multe funcţii care ar fi fost utile organismelor primordiale. Cercetătorii de la Massachusetts General Hospital au reuşit să determine protocelulele să înglobeze molecule de ARN. Următoarea provocare era de a face ARN-ul să se autoreplice, adică informaţia genetică să fie copiată pe alte molecule de ARN, astfel încât protocelulele-fiice să capete, fiecare, propria sa copie a materialului genetic al protocelulei-mamă. Moleculele de ARN realizează copii ale lor însele cu ajutorul unui ansamblu de molecule mai mici, numite nucleotide, fiecare reprezentând o „literă” din codul genetic. Nucleotidele se ataşează unele de altele după modelul oferit de ARN, pentru a se înşira în ordinea corectă, formându-se astfel o nouă moleculă de ARN, identică cu prima. În condiţii de laborator, asamblarea nucleotidelor este catalizată de ioni de magneziu sau alte particule încărcate electric.

UN INGREDIENT INEDIT În condiţiile experimentului, această metodă nu era cea mai potrivită, deoarece ionii de magneziu reacţionează cu acizii graşi din care este alcătuită membrana protocelulei, dezintegrând-o şi ducând astfel la distrugerea celulei şi a moleculelor de ARN abia formate. Cercetătorii au trebuit să găsească o nouă metodă şi au identificat, în cele din urmă, una care stabiliza protocelulele şi permitea copierea ARN. Substanţa în cauză este citratul, care poate fi obţinut cu uşurinţă din acid citric. În protocelule, fiecare moleculă de citrat „învăluie” un ion de magneziu, împiedicându-l să interacţioneze cu acizii graşi, dar permiţându-i totuşi să interacţioneze cu ARN-ul. Dacă citratul ar fi fost un ingredient esenţial, pentru apariţia celulelor vii, atunci trebuie să fi fost abundent pe Terra în urmă cu patru miliarde de ani. Citratul există în multe organisme, vii, dar nu se ştie dacă exista şi pe atunci.

Se caută şi alte substanţe care să poată stabiliza protocelulele şi să permită copierea ARN. Până acum, s-au obţinut unele rezultate cu mici molecule de peptide, dar niciuna nu s-a dovedit atât de eficientă precum citratul. Metoda utilizată de cercetători este simplistă; nu foloseşte enzime, aşa cum se întâmplă azi la organismele vii, pentru a permite copierea informaţiei genetice, iar cercetătorii urmăresc să facă acest proces de copiere mai rapid şi mai precis.

Există şi o metodă alternativă, testată de Philipp Holliger, de la Laboratorul de Biologie Moleculară al Universităţii Cambridge, Marea Britanie. RN însuşi poate acţiona ca o enzimă, astfel încât se încearcă să se creeze o enzimă ARN care să se poată autoreplica, accelerându-şi propria copiere. Recent, s-a reuşit obţinerea unei astfel de enzime care poate copia lanţuri de ARN mai lungi decât ea însăşi, un pas major în obţinerea unei enzime auto-copiante. Alţi cercetători cred totuşi că asemenea enzime complexe au evoluat probabil într-un stadiu mai tardiv, după apariţia vieţii bazate pe ARN. În absenţa acestor enzime, citratul rămâne „un candidat” bun pentru stimularea proceselor de autoreplicare a materialului genetic în celule.