Met diamidofosfaat vallen puzzelstukjes op hun plaats.
Voor de eerste levensvormen op aarde konden ontstaan, waren er eerst drie ingrediënten nodig. Namelijk: korte strengen nucleotiden voor het opslaan van genetische informatie, korte ketens van aminozuren (peptiden) die de belangrijkste functies van cellen vervulden en lipiden die een soort celwand-achtige structuur konden vormen. Onderzoekers denken dat een chemische reactie – die ze fosforylering noemen – van cruciaal belang is geweest voor de ‘montage’ van deze drie ingrediënten. Een fraaie theorie. Maar er is één probleem: tot voor kort was er geen stofje bekend dat in de begintijd van het leven op aarde aanwezig was én deze drie ingrediënten voor leven zij-aan-zij onder dezelfde, realistische omstandigheden kon produceren.
Diamidofosfaat
Maar een nieuw onderzoek brengt daar verandering in. Onderzoekers hebben namelijk zo’n stofje gevonden. En het heet diamidofosfaat. “Wij suggereren een fosforylering die leidde tot oligonucelotiden, oligopeptiden en de cel-achtige structuren om ze mee in te kapselen,” vertelt onderozeker Ramanarayanan Krishnamurthy. “En dat moet weer geleid hebben tot andere chemische processen die eerder niet mogelijk waren, wat mogelijk weer leidde tot de eerste simpele, op cellen gebaseerde levende wezens.”
Experiment
De onderzoekers baseren zich op experimenten. Tijdens deze experimenten toonden ze aan dat diamidofosfaat in water onder een breed scala aan temperaturen de vier nucleosiden die dienst doen als bouwblokken van RNA kon fosforyleren. Voeg er een ander simpel organisch stofje waarvan wordt aangenomen dat het op de jonge aarde aanwezig was – imidazol – aan toe en de activiteiten van diamidofosfaat leiden tot het ontstaan van korte, RNA-achtige ketens van deze gefosforyleerde bouwblokken. En van de bouwblokken van lipiden bleek diamidofosfaat – met wat water en imidazool – ook primitieve versies van cellen te kunnen knutselen. Bovendien bleek het stofje in water op kamertemperatuur verschillende aminozuren te fosforyleren en aan elkaar te koppelen, zodat korte ketens peptiden (kleinere versies van eiwitten) ontstonden. “Met diamidofosfaat en water en milde omstandigheden kun je ervoor zorgen dat deze drie belangrijke klassen van pre-biologische moleculen samenkomen en transformeren, zodat de mogelijkheid ontstaat dat ze de interactie met elkaar aangaan.”
Het doet Krishnamurthy allemaal een beetje denken aan de goede fee uit Assepoester. “Die zwaait met haar stokje: ‘poef, poef, poef’ en al het eenvoudige wordt getransformeerd tot iets complex en interessants.” Of het werkelijk zo gegaan is toen de eerste levensvormen op aarde het levenslicht zagen? Dat blijft gissen. Zo is bijvoorbeeld nog niet bewezen dat diamidofosfaat op de jonge aarde aanwezig was. De volgende stap is dan ook: zoeken naar aanwijzingen dat dit stofje – of stofjes die een vergelijkbare rol konden spelen – op aarde te vinden waren vóór het leven ontstond.
