الاقتراب من اكتشاف لغز الرنا الذي يعود عمره إلى 4 مليارات سنة

الرجوع إلى الخلف للتقدم إلى الأمام

كانت البروتينات والدنا والرنا المصطلحات العلمية الطنانة الرئيسية في حياتنا منذ أن استلمنا كتاب العلوم الأول في المدرسة الابتدائية. ومع ذلك، كان هناك شيء واحد لم يقم كتاب العلوم بشرحه، وهو التساؤل حول من أتى أولاً، الدجاجة أم البيضة؟ أو في هذه الحالة، الرنا (فرضية عالم الرنا) أم البروتين (فرضية عالم التفاعل البروتيني)؟

وقد تقدم علماء في معهد سكريبس للأبحاث إلى الأمام في الإجابة على السؤال القديم للتحقق من صحة فرضية عالم الرنا. ويوضح متحف العلوم أنه وفقاً لفرضية عالم الرنا: "ربما كانت الأشكال المبكرة من الحياة تعتمد على الرنا فقط لتخزين المعلومات الوراثية وتحفيز التفاعلات الكيميائية. ثم تطوّرت الحياة لاحقاً لتستخدم الدنا والبروتين بسبب عدم الاستقرار النسبي للرنا وخصائصه التحفيزية الضعيفة. وتدريجياً تمّ استبعاد الريبوزومات."

وباختصار، قرر الفريق لاختبار ذلك بناء آلة زمن بيولوجية خاصة به لإعادتهم 4 مليارات سنة إلى الوراء عن طريق اصطناع انزيم قائم على الرنا البدائي، أي ريبوزوم لا يوجد له مثيل من قبل.

وقد سعى فريق العلماء إلى التحقق من مبدأين رئيسيين من فرضية عالم الدنا، وهما:

1- يجب أن يكون الريبوزوم قادراً على نسخ الرنا RNA
2- يجب أن يكون الريبوزوم قادراً على مضاعفة الرنا RNA
وفيما يلي مقطع فيديو قصير يصف النسخ والتضاعف من منظور الدنا DNA:

الانتقاء الطبيعي البدائي

استخدم العلماء الانتقاء الطبيعي في عمليتهم لكشف أدلة فرضية عالم الرنا. حيث قام الباحثون بالاعتماد على عقود من الأبحاث لصنع أكثر من 100 تريليون متغيراً لريبوزوم بوليميراز الرنا من النمط الأول، وهو جزيء يمكنه نظرياً نسخ ومضاعفة الرنا.

وبعد 24 جولة من التجارب، تعثّر فريق المعهد عند ريبوزوم البوليميراز 24-3، والذي كان قادراً على نسخ ومضاعفة الرنا بشكل أفضل مما كان يأمل الفريق. حيث يقوم الجزيء الجديد باصطناع جزيئات الرنا بمعدل 100 مرة أسرع من الجزيء الأولي الأصلي، ويقوم بالمضاعفة بمعدل يعتبر أُسيّاً، أي إنتاج 40 ألف نسخة خلال 24 ساعة فقط.

ويعتقد العلماء أن الحقيقة التالية تدعم فرضية عالم الرنا وهي: "إن ريبوزوم البوليميراز الذي يحقق تضاعفاً أُسيّاً لنفسه سيستوفي معايير البقاء على قيد الحياة."
ويعتبر هذا الأمر إضافة لكتابي التاريخ والعلوم على حد سواء.