COOLna

Čeští vědci s  italskými kolegy přišli
v  textu zveřejněném ve Wires RNA s  revolučním tvrzením, že samovolná syntéza krátkých řetězců RNA s  bází guanin sloužila jako startovací chemický proces pro slučování všech dalších
molekul RNA. Podle této teorie se stavební kameny (cyklické nukleotidy) pro syntézu utvořily v  jezírkách kapalného formamidu v  blízkosti obřích sopek.
Syntézu RNA mohlo vyvolat rychlé
porušení chemické rovnováhy, když se materiál rychle a nevratně ochladil – například kvůli pohybu materiálu po svahu sopek, kolísání vulkanické a atmosférické činnosti nebo při střídání dne a noci.
„Jedním z  rozdílů mezi formamidovou a  kyanovodíkovou cestou je míra termodynamické nerovnováhy. Čistý kyanovodík totiž na rozdíl od formamidu nelze hromadit, protože je příliš reaktivní. Kyanovodíková cesta tudíž musela začít v prostředí s nižší teplotou, než je bod varu vody,“ upřesňuje Judit Šponerová.
Scénář vzniku RNA z  kyanovodíku
je starší a zatím obecně ve vědecké obci častěji přijímaný. Ovšem hypotéza, že jde o jedinou přijatelnou cestu, postrádá podle Judit Šponerové chemické opodstatnění. Skeptická je i  ke scénářům, jež spojují vznik života s vodou. Vodní prostředí totiž blokuje důležité kroky v syntéze prvních RNA oligonukleotidů (krátkých úseků nukleové kyseliny). Úplný počátek života se proto nemohl odehrát ve vodě, ale spíše v nějakém jílu či na okraji louže, míní Judit Šponerová.
Jenže kyanovodík nelze hromadit, je agresivní, a tak nakonec vodu potřebuje.
Vede to k těžkopádným sledům chemických reakcí, protože se předpokládá, že se chemické procesy udály na jednom místě současně, obrazně řečeno v jedné
zkumavce.
„Problém slučování prvních molekul RNA z kyanovodíku se dosud uspokojivě nevyřešil. Neříkáme, že to nelze, ale je to komplikované. Naopak kapalný
formamid je chemicky příjemné prostředí, v  němž se reakce uskutečňují snadno. Nabízí přímočařejší scénáře,“ upřesňuje Judit Šponerová.

Teorie počítající s  formamidem jako pomyslnou živou vodou je průkopnická.
Dá se říct, že se obor otřásá v základech?
Jiří Šponer věří, že ano – i když se snaží být nad věcí a rozpracovává možné koncepty bez předsudků: „Formamidový scénář, jak jsme jej formulovali, může být novým paradigmatem a určit, jak se
bude dále vyvíjet pojetí oboru.“
Myšlenka se zakládá na chemii řízené jedním klíčovým parametrem: teplotou prostředí při vzniku života (tzv. prebiotické prostředí). Při teplotách kolem
200 °C se při vulkanické aktivitě může hromadit kapalný formamid, který vzniká elektrickými výboji v sopečném prachu. Při 160 °C vznikají podmínky pro syntézu prebiotických stavebních bloků, v  tomto případě cyklických nukleotidů – např. v kapkách či jezírcích kapalného formamidu. Při ochlazení na 85 °C vznikají podmínky pro spojování krátkých oligonukleotidů z cyklických nukleotidů. Při poklesu k 65 °C
mohou vznikat komplikovanější RNA molekuly, které jsou schopné katalytických reakcí a snad i první evoluce.
Je něco takového možné? Důkazy
nemáme. Ale na rozdivočelé Zemi před čtyřmi miliardami let nešlo o  nepravděpodobné podmínky. Když si představíme, že je planeta Země laboratoří, v  níž se děje množství experimentů, během více než 100 milionu let se mohl alespoň jeden z nich podařit a vyústit ve
vznik života.
V časopise Nature Chemistry se man­želé Šponerovi vyslovili i  ke kyanovodíkové cestě. Podařilo se jim přitom vyjasnit jeden klíčový a dosud chybějící krok. Vysvětlili, jak se mohl atom dusíku dostat z jedné strany cukru na druhou
(tzv. anomerický efekt). Jiří a Judit Šponerovi se domnívají, že není nutné se omezovat pouze na
jeden ze scénářů. „Čím více jich prozkoumáme, tím více se toho dozvíme, protože za různých podmínek bude ten či onen více či méně pravděpodobný,“ zdůrazňuje Jiří Šponer.
Nezodpovězených otázek tak zůstává stále dost. Kostiček do pomyslného puzzle přibývá, ale to, jestli z nich někdy vědci složí celistvý obrázek původu života na naší planetě, zatím nevíme.