Ein künstlich erzeugtes RNA-Protein-Selbstreplikationssystem, das primitive Lebensformen am Ursprung des Lebens modellieren soll, hat sich in einem Langzeitversuch in Richtung Aussterben entwickelt. Das zeigt eine Studie der Universität Tokio, die in der Fachzeitschrift „Molecular Biology and Evolution“ veröffentlicht wurde.
Forschende um Professor Norikazu Ichihashi hatten zuvor in manuellen Experimenten beobachtet, wie sich RNA-Moleküle diversifizierten und stabil replizierten – auch durch das Auftreten parasitärer RNAs, die keine eigenen Proteine codieren, aber von Wirts-RNAs profitieren. In einem neuen automatisierten Durchflussreaktor (Flow Reactor) änderte sich das Ergebnis jedoch grundlegend: Die ursprüngliche Vielfalt ging verloren, und die RNA-Population starb im Verlauf der Evolution häufig aus.
Der entscheidende Unterschied lag in der Mischungsfrequenz der Reaktionskompartimente. Während in früheren Versuchen nur ein Teil des Volumens periodisch übertragen wurde, sorgte der kontinuierliche Fluss für eine deutlich häufigere Durchmischung. Dadurch konnten sich parasitäre RNAs stärker ausbreiten, was die Konzentration der Wirts-RNAs senkte, schädliche Mutationen begünstigte und letztlich zum Kollaps führte.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Umweltbedingungen – insbesondere der Grad der Durchmischung – entscheidend dafür sind, ob sich replizierende Moleküle stabilisieren oder aussterben. Sie liefern neue Hinweise auf die begrenzten Bedingungen, unter denen frühe Lebensformen am Ursprung des Lebens hätten entstehen und überleben können.
Credits
Graduiertenschule für Geistes und Naturwissenschaften Fakultät für Geistes und Naturwissenschaften Universität Tokio
