Onderzoekers tonen voor het eerst aan dat DNA ook in de afwezigheid van leven kan zijn ontstaan.

Het zou kunnen betekenen dat de eerste levensvormen op aarde reeds – net als alle op cellen gebaseerde levensvormen vandaag de dag – beschikten over zowel RNA als DNA. Het staat haaks op de door de meeste onderzoekers omarmde ‘RNA World-hypothese’ die stelt dat de eerste levensvormen op aarde alleen gebaseerd waren op RNA en geleidelijk aan evolueerden tot levensvormen die DNA konden maken en gebruiken.

RNA World
RNA en DNA lijken chemisch gezien behoorlijk op elkaar. Maar tot voor kort slaagden onderzoekers er maar niet in om RNA in afwezigheid van door levensvormen geproduceerde enzymen om te zetten in DNA. Het leidde tot de over het algemeen behoorlijk geaccepteerde RNA World-hypothese. Deze hypothese stelt dus dat de eerste levensvormen op aarde gebaseerd waren op RNA. En pas nadat het leven ontstond, zou ook DNA het levenslicht hebben gezien.

“Deze nieuwe resultaten suggereren dat het niet redelijk is wanneer chemici zich tijdens het onderzoeken van de oorsprong van het leven op aarde zo sterk laten leiden door de RNA World-hypothese,” aldus onderzoeker Ramanarayanan Krishnamurthy.


Van RNA naar DNA
De eerste aanwijzingen dat de RNA World-hypothese misschien niet houdbaar is, verkregen Krishnamurthy en collega’s reeds in 2017. Ze identificeerden toen een stofje dat waarschijnlijk reeds op aarde voorkwam vóór er leven was. En dat stofje is in staat om bouwblokken van RNA aan elkaar te koppelen, zodat RNA-strengen ontstaan. Hetzelfde zou dit stofje in theorie kunnen hebben gedaan met de bouwblokken van DNA en eiwitten. Het nieuwe onderzoek borduurt op deze studie voort en focust zich op het stofje thiouridine. Het stofje was waarschijnlijk al op aarde te vinden voor de eerste levensvormen ontstonden en kan een voorloper zijn geweest van één van de bouwblokken waaruit het eerste RNA ontstond. Wat Krishnamurthy en collega’s in hun studie aantonen, is dat ze deze voorloper van een RNA-bouwblok met behulp van een paar chemische reacties die gemakkelijk op een levenloze aarde kunnen hebben plaatsgevonden, om kunnen zetten in een bouwblok van DNA.

Met dit experiment is het helemaal niet meer zo’n vergezocht idee dat DNA en RNA min of meer gelijktijdig ontstonden en beiden door de eerste levensvormen op aarde werden gebruikt. Mogelijk werden RNA en DNA miljarden jaren geleden zelfs met elkaar vermengd om zo de eerste genen te verkrijgen. Vandaag de dag kennen we geen organisme met dergelijke genen, maar recent beschreven onderzoekers een gemanipuleerde bacterie die kon overleven met genen die gemaakt waren uit een mix van RNA en DNA. Of het echt zo gegaan is, is natuurlijk lastig met zekerheid te zeggen. Krishnamurthy vermoedt zelf dat RNA en DNA – met elk hun eigen sterke en zwakke kanten – al snel de strakke taakverdeling die ze vandaag de dag in alle cellen hebben, ontwikkelden.