🔺 مدل سازی منشا حیات: شواهد جدید برای دنیای RNA
دانشمندان موسسه Salk از قابلیتهای مولکول RNA که تکامل را در مقیاس مولکولی امکانپذیر میکند، رونمایی کردند و محققان را به تولید حیات مستقلِ RNA در آزمایشگاه نزدیکتر کردند.
دانشمندان در دهه ۱۹۶۰، پیشنهاد کردند که زندگی با "دنیای RNA" آغاز شد، دورانی فرضی که در آن مولکولهای RNA بر زمین اولیه حکومت میکردند.
تحقیقات در موسسه Salk، اکنون بینش جدید و شواهد قانع کننده ای در مورد منشاء حیات ارائه می دهد که از فرضیه "دنیای RNA" پشتیبانی می کند. این مطالعه که به تازگی در نشریه PNAS منتشر شده است، یک آنزیم RNA را معرفی میکند که میتواند نسخههای دقیقی از سایر رشتههای RNA عملکردی را ایجاد کند، در حالیکه به انواع جدیدی از این مولکول اجازه میدهد در طول زمان تکامل پیدا کنند. این قابلیتهای برجسته نشان میدهد که اولین اشکال تکامل ممکن است در مقیاس مولکولی در سطح RNA رخ داده باشد.
در طول دهه گذشته، دانشمندان موسسه Salk در حال توسعه ریبوزیم های RNA پلیمرازی در آزمایشگاه بودهاند و از نوعی تکامل هدایت شده برای تولید نسخههای جدید با قابلیت تکثیر مولکولهای بزرگتر استفاده کردهاند. اما بیشتر آنها با یک نقص بزرگ همراه بودهاند: این ریبوزیمها نمیتوانند توالیها را با دقت بالا کپیبرداری کنند. در طول چندین نسل، خطاهای زیادی در توالی وارد میشود که رشتههای RNA حاصل دیگر شبیه توالی اولیه نیستند و عملکرد خود را به طور کامل از دست دادهاند. در حال حاضر آخرین ریبوزیم RNA پلیمرازی توسعه یافته در آزمایشگاه شامل تعدادی جهش حیاتی است که این امکان را فراهم میکند تا رشتهای از RNA با دقت بسیار بالاتر کپی شود.
در این آزمایشها، رشته RNA کپی شده یک «سرچکش یا hammerhead» است که قادر است سایر مولکولهای RNA را به قطعات مختلف تقسیم کند. hammerhead یک ریبوزیم RNA پلیمرازی است که با تکامل هدایت شده به دست آمده و میتواند یک RNA عملکردی را ایجاد کند و در نتیجه تکامل را در سطح مولکولی امکانپذیر سازد. این گونههای جدید، عملکرد مشابهی داشتند، اما جهشهای آنها تکثیرشان را آسانتر کرد که باعث افزایش سازگاری تکاملی آنها میشد.
این یافتهها اهمیت حیاتی صحت همانندسازی را در رویداد تکامل نشان میدهد. دقت تکثیر RNA پلیمراز باید از یک آستانه بحرانی برای حفظ اطلاعات وراثت پذیر در طول چندین نسل فراتر رود و این آستانه با افزایش اندازه و پیچیدگی RNAهای در حال تکامل افزایش مییابد. در واقع، این مطالعه اهمیت حیاتی صحت همانندسازی را برای حفظ اطلاعات ارثی در یک سیستم در حال تکامل مبتنی بر RNA نشان میدهد.
تلاش برای بازآفرینی حیات مبتنی بر RNA در آزمایشگاه با پیشرفتهای بیشتری در صحت همانندسازی، راه را برای آزمایش ایدههای دیگر درباره منشأ حیات، از جمله اینکه چه شرایط محیطی میتوانست به بهترین شکل از تکامل RNA، چه در زمین و چه در سیارات دیگر، پشتیبانی کند، هموار میسازد.
✍🏻 تهیه مطلب: مینا پهلوان نشان، دانشجوی کارشناسی ارشد زیست شناسی سلولی مولکولی، پژوهشگاه رویان
📝 مطالعه بیشتر:
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2321592121
Join us:
🆔
@RNA_Biology