Origine della concezione della vita dell’artista.
(RNA- Immagine Credit Public Domain).
L’esperimento fa luce sull’evoluzione molecolare dell’RNA
I ricercatori dell’Università di Tokyo sono stati per la prima volta in grado di creare una molecola di RNA che si replica, diversifica e sviluppa complessità, seguendo l’evoluzione darwiniana. Ciò ha fornito la prima prova empirica che semplici molecole biologiche possono portare all’emergere di complessi sistemi realistici.
Molte domande riguardano la vita, non ultimo da dove veniamo? Che ne dici se fossimo passati da una semplice molecola a una cellula complessa fino a una scimmia? Per diversi decenni, un’ipotesi è stata che le molecole di RNA (che sono vitali per le funzioni cellulari) esistessero sulla Terra primitiva, possibilmente con proteine e altre molecole biologiche. Poi, circa 4 miliardi di anni fa, hanno iniziato ad auto-replicarsi e a svilupparsi da una semplice singola molecola in diverse molecole complesse. Questo cambiamento graduale forse alla fine ha portato all’emergere della vita come la conosciamo: una bellissima gamma di animali, piante e tutto il resto.
Sebbene ci siano state molte discussioni su questa teoria, è stato difficile creare fisicamente tali sistemi di replicazione dell’RNA. Tuttavia, in uno studio pubblicato su Nature Communications, il Professore assistente al progetto Ryo Mizuuchi e il Professor Norikazu Ichihashi della Graduate School of Arts and Sciences dell’Università di Tokyo e il loro team, spiegano come hanno condotto un esperimento di replicazione dell’RNA a lungo termine in cui hanno assistito al passaggio da un sistema chimico verso la complessità biologica.
Le molecole di RNA sono state incubate in goccioline di acqua nell’olio a 37 gradi Celsius per 5 ore. La soluzione è stata quindi diluita a un quinto della concentrazione utilizzando nuove goccioline contenenti nutrienti privi di RNA e agitata vigorosamente. Quando questo processo è stato ripetuto più volte, si sono verificate mutazioni. Credito: © modificato da Mizuuchi 2022
La squadra è stata davvero entusiasta di ciò che ha visto. “Abbiamo scoperto che la singola specie di RNA si è evoluta in un complesso sistema di replicazione: una rete di replicatori comprendente cinque tipi di RNA con diverse interazioni, a supporto della plausibilità di uno scenario di transizione evolutiva a lungo previsto”, ha affermato Mizuuchi.
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Rispetto ai precedenti studi empirici, questo risultato è nuovo perché il team ha utilizzato un sistema di replicazione dell’RNA unico che può subire l’evoluzione darwiniana, ovvero un processo di cambiamento continuo che si autoperpetua basato su mutazioni e selezione naturale, che ha consentito l’emergere di caratteristiche diverse e quelle che sono state adattate all’ambiente per sopravvivere.
“Onestamente, inizialmente dubitavamo che RNA così diversi potessero evolversi e coesistere”, ha commentato Mizuuchi. “In biologia evoluzionistica, il ‘principio di esclusione competitiva’ afferma che più di una specie non può coesistere se sono in competizione per le stesse risorse. Ciò significa che le molecole devono stabilire un modo per utilizzare risorse diverse una dopo l’altra per una diversificazione sostenuta. Sono solo molecole, quindi ci siamo chiesti se fosse possibile per le specie chimiche non viventi sviluppare spontaneamente tale innovazione”.
Quindi che succede adesso? Secondo Mizuuchi, “La semplicità del nostro sistema di replicazione molecolare, rispetto agli organismi biologici, ci consente di esaminare i fenomeni evolutivi con una risoluzione senza precedenti. L’evoluzione della complessità vista nel nostro esperimento è solo l’inizio. Dovrebbero verificarsi molti altri eventi verso l’emergere di sistemi viventi”.
Naturalmente, ci sono ancora molte domande a cui rispondere, ma questa ricerca ha fornito ulteriori approfondimenti empiricamente basati su un possibile percorso evolutivo che un primo replicatore di RNA potrebbe aver intrapreso sulla Terra primitiva. Come ha detto Mizuuchi, “I risultati potrebbero essere un indizio per risolvere l’ultima domanda che gli esseri umani si pongono da migliaia di anni: quali sono le origini della vita?”.
Fonte:Nature
