بینش جدیدی درباره اسرار زندگی سلولی در زمین

به گزارش ایسنا و به نقل از تی‌تک، یکی از فرضیه‌های دانشمندان در مورد زمین این است که محیط زیست پیش از آغاز زندگی روی این سیاره، مواد شیمیایی بسیاری را در بر داشته که با یکدیگر به صورت تصادفی واکنش نشان می‌دادند اما مشخص نیست که چگونه از چنین ترکیبات آشفته‌ای، ساختارهای پیچیده‌ای مانند سلول ظاهر می‌شوند.

گروهی از پژوهشگران "موسسه فناوری توکیو"(TITech) و "دانشگاه ملی مالزی"(UKM) در بررسی جدیدی نشان دادند که گروهی از ترکیبات شیمیایی موسوم به "آلفا هیدروکسی اسید"(AHAs) مانند "اسید گلیکولیک"(Glycolic acid) و "اسید لاکتیک"(Lactic acid)، به صورت خودجوش ترکیب می‌شوند و با خشک شدن در دمای معتدل، به صورت قطرات کوچک پلی‌استر در می‌آیند. پژوهشگران احتمال می‌دهند در سواحل و گودال‌های ابتدایی که در حال خشک شدن بوده‌اند نیز چنین فرآیندی رخ داده باشد.

این فرآیند، نوع جدیدی از محفظه‌های سلول مانند را شکل می‌دهد که می‌توانند مولکول‌های زیستی مانند "اسید نوکلئیک"(Nucleic acid) و پروتئین‌ها را محبوس کنند. این قطرات برخلاف بیشتر سلول‌های جدید می‌توانند به سادگی ترکیب شوند و دوباره شکل بگیرند؛ در نتیجه این احتمال وجود دارد که در گذشته، میزبان سیستم‌های ژنتیکی و متابولیکی بوده باشند که برای زندگی ضروری هستند.

در حال حاضر دانشمندان سراسر جهان، برای درک نحوه آغاز زندگی تلاش می‌کنند. همه عناصر زندگی در زمین از جمله باکتری‌ها، از سلول تشکیل شده‌اند و سلول‌ها، لیپیدها، پروتئین‌ها و اسید نوکلئیک‌ها را در بر دارند. لیپید، غشای سلول را شکل می‌دهد که ترکیبات دیگر را کنار هم نگه می‌دارد و با محیط زیست تعامل برقرار می‌کند. نحوه ترکیب مولکولی مانند شکل‌گیری سلول‌ها، هنوز یک راز باقی مانده است.

بیشتر پژوهش‌هایی که در مورد آغاز زندگی انجام شده‌اند، بر نحوه شکل‌گیری مولکول‌ها و ساختارها توسط محیط زیست و ترکیب آنها به صورت ساختار سلول‌های ابتدایی تمرکز دارند اما ممکن است مولکول‌های دیگری نیز وجود داشته باشند که همراه با مولکول‌های زیستی روی زمین ابتدایی شکل گرفته باشند. این امکان نیز وجود دارد که زندگی، با استفاده از مواد شیمیایی ساده‌ای شکل گرفته باشد که ارتباطی با مولکول‌های زیستی ندارند و طی مراحل پیچیده‌ای شکل گرفته‌اند تا ساختار سلول‌های جدید را پدید آورند.

پژوهش‌های پیشین موسسه فناوری توکیو نشان داده‌اند که دمای معتدل برای خشک کردن ترکیبات آلی ساده مانند آلفا هیدروکسی اسید، آنها را ترغیب می‌کند که به صورت خودجوش با یکدیگر ترکیب شوند و به صورت ترکیبی از پلی‌استر درآیند. این گروه پژوهشی براساس بررسی‌های پیشین، گام دیگری در این زمینه برداشتند و این واکنش‌ها را زیر میکروسکوپ بررسی کردند. آنها در این بررسی دریافتند که سیستم‌های پلی‌استر ترکیبی، شکلی ژل مانند را درست می‌کنند و ساختارهای ساده‌ای شبیه به سلول ارائه می‌دهند.

چالش‌برانگیزترین بخش این بررسی، ارائه روش‌های جدیدی برای مشخص کردن ویژگی‌ها و عملکرد قطرات است زیرا پیش از این هیچ کس، این سیستم‌ها را تحلیل نکرده بود. "تونی جیا"(Tony Jia)، سرپرست این پژوهش گفت: ما گروهی متشکل از متخصصان چند رشته را در اختیار داریم که شیمی‌دان، زیست‌شیمی‌دان، متخصص علوم مواد و زمین‌شناس هستند.

اگرچه این گروه پژوهشی در حال حاضر، بر درک ریشه‌های زندگی زمینی تمرکز کرده‌اند اما قصد دارند یافته‌های پژوهش خود را در حوزه‌های دیگری مانند داروسازی و پزشکی شخصی‌سازی شده نیز به کار ببرند. "جیم کلیوس"(Jim Cleaves)، از اعضای این گروه پژوهشی گفت: این پژوهش، نمونه خوبی از پروژه‌هایی است که می‌توان آنها را با همکاری دانشمندان رشته‌های گوناگون انجام داد تا امکان درک یک پدیده جالب فراهم شود.

نتایج این پژوهش، در مجله "PNAS" به چاپ رسید.