Was dat de oorsprong van het leven?

Goeiedag, het is vandaag zondag 22 mei 2011, ik ben Jozef Van Giel en dit is de 87ste aflevering van deze podcast. Deze aflevering kwam tot stand mede dankzij Rik Delaet. De muziek is van Niek Lucassen.Ik hoop dat ik deze aflevering nog gepubliceerd krijg, want op 21 mei, gisteren dus, moest het einde van de wereld zijn. Dat beweert ten minste Harold Camping. Eigenlijk gaan dan 2% van de mensen die ooit geleefd hebben opgenomen worden in het eeuwige leven. Het echte einde van de wereld is pas op 21 oktober. Als je nu naar deze podcast aan het luisteren bent, betekent dat dus dat je niet opgenomen bent en dat je, samen met de andere niet uitverkorenen aan het aftellen bent tot het einde in oktober. Mocht je dit niet geloven, dan kan je nog altijd wachten op 2012, als de mayakalender afloopt, je kan dan altijd met Patrick Geryl gaan schuilen.Bedankt aan de luisteraars die een steun voor deze podcast gestort hebben en de ondergang van de wereld gisteren overleefden. Ik heb getwijfeld of ik iedereen persoonlijk zou bedanken, maar ik heb natuurlijk alleen email adressen van schenkers die ook al eens gereageerd hebben. Vandaar gewoon deze publieke bedanking. De Nederlanders waren weer zoals altijd de gulste schenkers. De Vlamingen die daar iets aan willen doen kunnen nog altijd een gift storten, maar natuurlijk ook de Nederlanders die het verschil nog groter willen maken.Vandaag bespreken we: Was het de Oorsprong van het Leven? – Biologen maken zelfreplicerend RNA-molecuul

“Was It the Origin of Life”? Biologists Create Self-replicating RNA Molecule, door The Daily Galaxy. 12 april 2011. Vertaald door Rik Delaet.

Het is paradoxaal dat terwijl onze toonaangevende microbiologen de bouwstenen van het leven in aardse labs proberen te creëren, ons heelal vol zit met de bestanddelen voor DNA en RNA. De reusachtige gasnevels in de ruimte zijn gevuld met suikers die ribose kunnen vormen – de ruggengraat van RNA. Er is geen rationele reden waarom het systeem van DNA en RNA, dat het leven op aarde heeft vormgegeven, beperkt zou blijven tot onze afgelegen biosfeer.

Er is een theorie van de oorsprong van het leven die suggereert dat RNA-codering de katalysator was die de primitieve cellulaire structuur van de vroege aarde nodig had om tot leven te komen. Naar schatting bestaan in het waarneembare heelal zo’n 100 miljard sterrenstelsels. Met een universum boordevol suiker is er geen reden dat vroege RNA-werelden niet op hun eigen unieke manier in veel van deze sterrenstelsels zouden zijn geëvolueerd.

Hier op aarde werden in het MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, V.K., moleculen gesynthetiseerd, die genetisch materiaal nabootsen. Het gesynthetiseerde tC19Z-enzym kan een kunstmatige versie zijn van een van de eerste enzymen die ooit drie miljard jaar geleden op onze planeet bestonden – en een aanwijzing zijn van hoe het leven zelf begon. Hun doel is het creëren van volledig zelfreplicerende RNA-moleculen in het lab.

De dominante theorie van hoe het leven begon, gaat over het ontstaan in de vroege geschiedenis van de aarde van een zelfreplicator – de oorspronkelijke molecule van het leven was een RNA dat kopieën van andere RNA’s zou kunnen maken, inclusief van zichzelf.
Naarmate de evolutie vorderde hield dit zelfreplicerende molecuul op te bestaan. De meerderheid van de aardse organismen slaan nu hun genetische informatie op in DNA en gebruiken andere enzymen om zichzelf te kopiëren.

Geleid door Philipp Holliger heeft een opzoekingsteam van Cambridge de zogenaamde “RNA-wereldhypothese” getest. Die suggereert dat het leven oorspronkelijk niet gebaseerd was op DNA, maar op een verwante chemische stof, RNA. Dit RNA kan genetische informatie dragen en zich driedimensionaal opvouwen om te functioneren als een enzym. Een enzym is een biologische katalysator, die bepaalde chemische reacties kan versnellen.

De Holligergroep begon met het RNA-enzym R18, dat kopieën van andere korte stukjes RNA kan maken, hoewel op een foutgevoelige manier. “Het is als een toetsenbord waarmee je slechts één of twee woorden kan schrijven”, zegt Holliger.

Om dit eerste R18-RNA te laten evolueren maakte de groep 50 miljoen klonen ervan, elk met willekeurige genetische veranderingen in de RNA-sequentie. Ze selecteerden die met de beste RNA-kopieervaardigheden. En door dit proces een aantal keren te herhalen, verkregen ze geleidelijk aan krachtiger enzymen.

“We verzamelden alle gunstige mutaties uit de verschillende selectie-experimenten. We scheidden de nuttiger vormen af en combineerden ze in een enkel molecuul.” legt Holliger uit.

Het RNA-enzym tC19Z, gemaakt door Philipp Holliger en collega’s, functioneert als een zelfreplicator. Tot nu toe was het enige bekende RNA-kopiërende RNA het R18-molecuul. Dat kan alleen RNA-segmenten kopiëren, die niet langer zijn dan 14 “letters”, en werkt alleen op bepaalde sequenties.

Holliger legde een enorme bibliotheek van duizenden verschillende versies van het R18-molecuul aan en screende ze om te zien welke in staat waren kopieën te maken. Na een aantal cycli van het kopiëren van varianten en op zoek naar nieuwe verbeteringen, vond hij er een aantal, die hij samenbracht in zijn laatste synthetische enzym, tC19Z.

tC19Z kan RNA-sequenties tot 95 letters lang betrouwbaar kopiëren, een zevenvoudige verbetering ten opzichte van R18. Zijn prestaties variëren naargelang de te kopiëren sequentie, maar het is veel minder kieskeurig dan R18. Holliger vergelijkt R18 met een sportwagen die alleen op een gladde, vlakke weg voldoet. “We hebben er een met vierwielaandrijving gemaakt, die kan al eens een ruwer parcours aan.” vertelde hij newscientist.com.

Cruciaal is dat tC19Z stukjes RNA, die bijna half zo lang zijn (48 procent) als zichzelf, kan kopiëren. Als een RNA-enzym zichzelf moet kopiëren dan moet het in staat zijn om sequenties zo lang als zichzelf te kopiëren en tC19Z gaat al een heel stuk in de goede richting.

Als extraatje toonde het Holligerteam ook aan dat tC19Z kopieën van een ander RNA-enzym kan maken. En op de koop toe werkte dat ook nog correct. Dat suggereert dat, zodra het eerste zelfreplicerende RNA was verschenen, het in staat zou zijn geweest zich te omringen met aanvullende moleculaire apparatuur om zo het startschot te geven voor de evolutie van meer complex leven.

Het citaat van vandaag komt van Baruch Spinoza die ik vroeger al eens heb voorgesteld. Terwijl je naar dit citaat luistert, moet je erbij stilstaan dat deze man in de 17de eeuw leefde. Dan pas besef je hoe visionair hij wel was… Spinoza zei:

Om te bewijzen dat de natuur zichzelf geen doel gesteld heeft, en dat alle doeloorzaken niets anders dan inbeelding zijn, daarvoor zijn niet veel woorden nodig.

Tot de volgende keer.