Bρέθηκε μόριο που ίσως ήταν ο πρόγονος του DNA, Scientists Discover Possible Building Blocks of Ancient Genetic Systems in Earth's Most Primitive Organisms

To μόριο AEG ανιχνεύθηκε σε κυανοβακτήρια, μικρόβια που απαντώνται και σε ακραία περιβάλλοντα όπως οι θερμοπηγές

Cyanobacteria can survive in extreme habitats is remarkable, such as the hot springs of Yellowstone National Park. (Credit: © Galyna Andrushko / Fotolia)

Ένα μόριο που μπορεί να σχηματίζει πολυμερείς ενώσεις ανιχνεύθηκε για πρώτη φορά στη φύση, ενισχύοντας έτσι την ανεπιβεβαίωτη θεωρία ότι ήταν ο χημικός πρόγονος του DNA. Το μόριο AEG, το οποίο θεωρούνται μέχρι τώρα συνθετική ουσία, χρησιμοποιείται ακόμα και σήμερα από τα κυανοβακτήρια, ανακάλυψε διεθνής ομάδα ερευνητών.

Το DNA

Λόγω της χημικής του αστάθειας, της περιπλοκότητας και των σύνθετων μοριακών μηχανών που απαιτούνται για τη λειτουργία του, το DNA θεωρείται απίθανο να υπήρξε το πρώτο γενετικό υλικό στη Γη. Πολλοί επιστήμονες πιστεύουν σήμερα ότι, πριν από την εμφάνιση του DNA, οι ζωντανοί οργανισμοί βασίζονταν στο συγγενικό μόριο RNA, το οποίο είναι πιο σταθερό, πιο απλό και, το κυριότερο, μπορεί να δρα από μόνο του ως καταλύτης για αντιδράσεις με άλλα μόρια RNA.

Το μόριο AEG, ή Ν-(2αμινοαιθυλ)-γλυκίνη ανιχνεύθηκε σε κυανοβακτήρια, μικρόβια που βρίσκονται και σε ακραία περιβάλλοντα όπως οι θερμοπηγές. Το μονομερές AEG που όταν πολυμερίζεται μπορεί να σχηματίσει ένα σκελετό πεπτιδικού νουκλεϊνικού οξέως φαίνεται πάνω αριστερά (Α)

Ορισμένοι επιστήμονες όμως υποψιάζονται ότι το RNA δεν ήταν το πρώτο είδος γενετικού υλικού που ανακάλυψε η εξέλιξη. Και ως πιθανός πρόγονος του RNA έχει προταθεί το AEG, ή Ν-(2αμινοαιθυλ)-γλυκίνη. Όπως συμβαίνει και με τα νουκλεοτίδια, τις χημικές υπομονάδες από τις οποίες αποτελείται το DNA, τα μόρια AEG μπορούν να συνδέονται μεταξύ τους και να σχηματίζουν μακριές αλυσίδες (ονομάζονται «πεπτιδικά νουκλεϊκά οξέα»), πάνω στις οποίες θα μπορούσε, έστω θεωρητικά, να αποθηκευθεί γενετική πληροφορία.

To μόριο

Το AEG δημιουργήθηκε τεχνητά το 1991, μέχρι σήμερα όμως δεν είχε βρεθεί στη φύση. Τώρα, η θεωρία για τον ρόλο του στην εμφάνιση της ζωής δείχνει να ενισχύεται -αλλά όχι να αποδεικνύεται- από τον εντοπισμό του μορίου σε ένα μεγάλο αριθμό ειδών κυανοβακτηρίων.  Τα κυανοβακτήρια, εξάλλου, θεωρούνται από τις αρχαιότερες μορφές ζωής. Ζουν σε λίμνες, ποτάμια και θάλασσες σε όλο τον κόσμο και είναι γνωστά για την αντοχή τους σε ακραία περιβάλλοντα, από τις βραστές θερμοπηγές μέχρι το κατεψυγμένο περιβάλλον της Αρκτικής.

«Η ανακάλυψη AEG σε κυανοβακτήρια ήταν μη αναμενόμενη» σχολιάζει ο Δρ Πολ Αλαν Κοξ του Πανεπιστημίου Weber της Γιούτα.  «Όταν γράφαμε το κείμενο για τη δημοσίευσή μας, μάθαμε ότι οι συνάδελφοί μας στο Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης είχαν κάνει μια παρόμοια ανακάλυψη. Τους καλέσαμε λοιπόν να συνυπογράψουν το άρθρο» προσθέτει.

Η ανακάλυψη

Η αμερικανο-σουηδική ομάδα εξέτασε δείγματα κυανοβακτηρίων από τη Συλλογή Καλλιεργειών Παστέρ στο Παρίσι καθώς και από την Ιαπωνία, το Γκουάμ, το Κατάρ και την έρημο Γκόμπι της Μογγολίας. Όλα τα είδη που εξετάστηκαν βρέθηκαν να παράγουν AEG, αν και ο ρόλος του μορίου στη φυσιολογία των μικροβίων παραμένει ακόμα ανεξακρίβωτος.

Μέχρι να διαπιστωθεί ποια ακριβώς είναι η χρησιμότητα του AEG στα σημερινά κυανοβακτήρια, η σημασία της ανακάλυψης για τη μελέτη της εξέλιξης της ζωής θα παραμένει ασαφής. «Δεν έχουμε ακόμα αρκετά δεδομένα για να καταλήξουμε σε τέτοια συμπεράσματα» αναγνωρίζει ο Κοξ. Επισημαίνει, όμως, ότι η φαρμακευτική βιομηχανία ήδη πειραματίζεται με συνθετικά πολυμερή AEG, τα οποία σχεδιάστηκαν να συνδέονται πάνω σε συγκεκριμένα ελαττωματικά γονίδια και να μπλοκάρουν έτσι τη λειτουργία τους. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην αμερικανική επιθεώρηση PLoS ONE.