Nieżywe życie

Zamiarem prof. Lee Cronina z Uniwersytetu w Glasgow jest zrozumienie, jak życie pojawiło się na Ziemi i odtworzenie tego procesu. Ostatnio jego zespół zademonstrował nową metodę pozyskiwania iCHELLS, czyli modułowych redoksaktywnych nieorganicznych komórek chemicznych (od ang. Modular Redox-Active Inorganic Chemical Cells). Jednym słowem, Szkoci chcieliby doprowadzić do powstania życia z ewoluujących związków nieorganicznych, które można by też wykorzystać w medycynie.

Całe życie na Ziemi opiera się na biologii organicznej (np. węglu w formie aminokwasów, nukleotydów, cukrów itp.), podczas gdy świat nieorganiczny uznaje się za nieożywiony. My próbujemy stworzyć samoreplikujące się, ewoluujące nieorganiczne komórki, które zasadniczo mogłyby być żywe. Można to nazwać biologią nieorganiczną – wyjaśnia Cronin.

Będące odpowiednikami retikulum endoplazmatycznego przedziały (kompartmenty) da się uzyskać, wykorzystując wewnętrzne błony, kontrolujące przechodzenie energii i różnych substancji. Tak jak w żywych komórkach, pozwalałoby to na zachodzenie kilku procesów chemicznych naraz. Naukowcy tłumaczą, że iCHELLS mogłyby także przechowywać energię elektryczną, dlatego nietrudno wyobrazić sobie ich zastosowanie w różnych aplikacjach medycznych, np. czujnikach.

Naszym zamiarem jest stworzenie złożonych komórek chemicznych z parażyciowymi właściwościami, które mogłyby pomóc w zrozumieniu, jak pojawiło się życie. Podejście to wykorzystalibyśmy do zdefiniowania nowej technologii opartej na ewolucji świata materialnego – rodzaju żyjącej technologii nieorganicznej.

Cronin podkreśla, że bakterie są jednokomórkowymi mikroorganizmami ze związków organicznych, a on i jego zespół chcieliby opracować ewoluujące mikroorganizmy ze związków nieorganicznych. Gdyby się to udało, uzyskalibyśmy wgląd w ewolucję i wykazalibyśmy, że nie jest to wyłącznie biologiczny proces. Uzyskalibyśmy też dowód, że może istnieć życie nieoparte na węglu.

Jak wyjawił prof. Cronin w wywiadzie udzielonym pismu The Guardian, dla niego biologia nieorganiczna jest próbą odpowiedzenia na pytanie o naturę materii we wszechświecie. Czy można uprawiać biologię poza chemią organiczną? Naukowiec uważa, że teoria Darwina jest wyspecjalizowaną teorią ewolucji, gdyż odnosi się wyłącznie do biologii i do życia opartego na węglu. Przed 4,5 mld lat nie było jednak życia... Pojawiają się więc 3 podstawowe pytania: 1) czym jest życie?, 2) czy biologia jest czymś specjalnym (i ewolucja ogranicza się do niej) i wreszcie 3) czy materia może ewoluować? Gdyby je zadać w odwrotnej kolejności, wiedzielibyśmy, że materia jest ewoluowalna, ponieważ formy biologiczne z niej powstają [...].

Na jakim etapie znajdują się obecnie badania zespołu z Glasgow? Zaczęły się prace nad nieorganicznymi komórkami, które mogłyby pomieścić złożone reakcje chemiczne. Trwają też próby nad doprowadzeniem do ich replikacji i podstawowej ewolucji. Można by sobie np. wyhodować balsam do opalania. Wystarczyłoby zahartować materiał, który początkowo rozkładałby się w środowisku kwaśnym (skóra ma tzw. kwaśny płaszcz), uodpornić go na gorąco i wysokie stężenia soli. Jeśli po kolei umieścilibyśmy go w tych 3 środowiskach, [...] moglibyśmy uzyskać wodoodporny preparat z filtrem UV z współczynnikiem wysokości ochrony równym 30, który zaczynając się rozkładać, zmieniałby kolor i przypominał o konieczności ponownego posmarowania.

Cronin odcina się od prac Craiga Ventera, mówiąc, że ten ostatni wykorzystuje istniejące biologiczne cegiełki do budowy nowych form życia. [Ludzie tacy jak on] sięgają po tajemniczą maszynerię z tajemniczymi częściami, których w pełni nie rozumieją, ponieważ w grę wchodzi ewolucja, i próbują to wszystko reprogramować. To trochę niebezpieczne…

iCHELLS modułowe redoksaktywne nieorganiczne komórki chemiczne Lee Cronin życie ewolucja