Leki przyszłości z zupy pierwotnej

Naukowcy wykonali pierwsze kroki w kierunku uzyskania chemii, które może naśladować środowisko prehistorycznej Ziemi. To może być ścieżka, którą podąży nowoczesna medycyna.

Aktualizacja: 22.11.2018 10:33 Publikacja: 22.11.2018 10:30

Leki przyszłości z zupy pierwotnej

Foto: Shutterstock

Kilka miliardów lat temu, gdy Ziemia wystygła i zaczęła otrząsać się z brutalnego bombardowania meteorytami, powstało pierwotne błoto pełne chemicznych prekursorów życia. Dziś, naukowcy z University of Wisconsin-Madison, badają przebieg reakcji chemicznych, które naśladują środowisko wczesnej Ziemi, nie tylko po to, aby sprawdzić jak powstało i rozwijało się życie, ale także by dać nowe możliwości nowoczesnej medycynie.

 

 

„Jeśli można uzyskać chemikalia, które kodują informacje, to może można zaprojektować też nowe leki”- mówi John Yin, profesor inżynierii chemicznej i biologicznej University Wisconsin-Madison.

W artykule opublikowanym niedawno w czasopiśmie „Origins of Life and Evolution of Biospheres”, zespół profesora Yin opisał pierwsze kroki w kierunku chemii, kodującej informacje w zależności od zmian parametrów, wynikających z warunków środowiska panującego na prehistorycznej Ziemi.

„Sprawdzamy, w jaki sposób możemy wymieszać zakupione w sklepie chemikalia i połączyć je tak, aby osiągały pewne właściwości, takie jak zdolność do przechowywania informacji lub kopiowania się?” – mówi Yin.

Związki, które połączyli badacze, to cząsteczki zwane aminokwasami, które są molekularnymi elementami składowymi białek wykonującymi większość prac strukturalnych i chemicznych wewnątrz żywych komórek. Istnieje 20 różnych aminokwasów, które łączą się, tworząc niezbędne dla życia białka. Zespół skupił się tylko na dwóch: alaninie i glicynie, które są jednymi z najprostszych przykładów tych molekuł. Do mieszaniny dodano również organiczny związek chemiczny zawierający grupę trifosforanową, która dostarcza energii do przebiegu reakcji pochodzącej z rozpadu wysokoenergetycznych wiązań fosforowych. Uważa się, że cząstka ta występowała w zupie pierwotnej.

Każdą zupę należy ugotować. Tak też postąpili naukowcy. Gotowali mieszaninę związków chemicznych w różnych temperaturach i przy zmiennej kwasowości roztworu. W mieszaninie bez fosforu, związki łączyły się ze sobą tylko w najsurowszych warunkach, wysokiej temperatury i kwasowości. Kiedy jednak dodano grupę trifosforanową, już w rozsądnych temperaturach powstawały krótkie łańcuchy alaniny i glicyny. A najciekawsze jest to, że alanina i glicyna nie łączyły się przypadkowo. Powstawały określone sekwencje w zależności od temperatury i zmian pH roztworu.

Naukowcy spekulują, że wraz ze wzrostem czasu gotowania może pojawić się jeszcze większa złożoność łańcuchów. Reakcje prowadzone w laboratorium trwały tylko 24h. W porównaniu z historią planety to mniej niż mrugnięcie oka. Teraz mają zamiar wzbogacić laboratoryjną zupę o większą ilość składników. Mają nadzieję na stworzenie mieszaniny, w której skomplikowane cząsteczki spontanicznie połączą się z prostych składników i stworzą samonapędzające się reakcje chemiczne, które oddziałują na siebie i nawzajem się odżywiają. Reakcje te mogą zawierać klucze do tworzenia nowych leków lub bardziej efektywnej syntezy istniejących związków.

„To, co pokazaliśmy, to fakt, że jesteś produktem swojego środowiska”- podkreślił Yin.

Kilka miliardów lat temu, gdy Ziemia wystygła i zaczęła otrząsać się z brutalnego bombardowania meteorytami, powstało pierwotne błoto pełne chemicznych prekursorów życia. Dziś, naukowcy z University of Wisconsin-Madison, badają przebieg reakcji chemicznych, które naśladują środowisko wczesnej Ziemi, nie tylko po to, aby sprawdzić jak powstało i rozwijało się życie, ale także by dać nowe możliwości nowoczesnej medycynie.

„Jeśli można uzyskać chemikalia, które kodują informacje, to może można zaprojektować też nowe leki”- mówi John Yin, profesor inżynierii chemicznej i biologicznej University Wisconsin-Madison.

Pozostało 80% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Nauka
Czy mała syrenka musi być biała?
Nauka
Nie tylko niesporczaki mają moc
Nauka
Kto przetrwa wojnę atomową? Mocarstwa budują swoje "Arki Noego"
Nauka
Czy wojna nuklearna zniszczy cała cywilizację?
Nauka
Niesporczaki pomogą nam zachować młodość? „Klucz do zahamowania procesu starzenia”