Még mindig nem tudjuk pontosan, hogyan keletkezett élet az élettelen vegyi anyagokból. Valószínűleg sosem fogjuk már megtudni, pontosan milyen vegyi anyagok léteztek az élettelen Föld idején, de tanulmányozhatjuk a biomolekulákat, amelyek ma az élet alapját adják: ebből pedig visszakövetkeztethetünk, mi történhetett 3 milliárd éve.

Olasz kutatók megvizsgálták ezeknek a molekuláknak egy csoportját, ezzel pedig rámutattak egy útra, ahogy az élet létrejöhetett. Eredményeik alapján ezek a molekuláris gépek, amelyek benne vannak a mai sejtekben, önmagukban nem sok mindent csinálnak. Amikor viszont zsírokat adnak hozzájuk, létrehozzák a sejtmembrán primitív formáját, és már nagyon különleges módon képesek reakciókra.

Ez a fajta önszerveződés nagyon fontos, megértése valószínűleg az élet megértésének is a kulcsa. Az 1987-es kémiai Nobel-díjat olyan kémikusok kapták, akik megmutatták, hogy az összetett molekulák nagyon pontos feladatokat végezhetnek. Ezeknek a molekuláknak az egyik viselkedését önszervezésnek hívják: a különböző vegyi anyagok összeállnak, több erőhatás miatt együtt molekuláris gépként működnek. Minden élő sejt tele van ilyen molekuláris gépezetekkel.

Pasquale Stano, a University of Roma Tre kutatója és kollégái ezzel a tudással próbálják magyarázni az élet eredetét. Az egyszerűség kedvéért olyan molekuláris szerkezetet alkalmaztak, ami fehérjéket hoz létre: ezt a szerkezetet 83 különböző molekula, köztük a DNS alkotja. A DNS-t arra programozták, hogy zölden fluoreszkáló fehérjét (green fluorescent protein, GFP) hozzon létre, amely könnyen vizsgálható konfokális pásztázó mikroszkóp alatt.

A molekuláris gép csak akkor tud fehérjéket létrehozni, ha a molekulái elég közel vannak egymáshoz, annyira, hogy képesek reakcióba lépni. Vízben hígítva nem tudnak többé reakcióba lépni egymással. Ez az egyik oka annak, hogy az élő sejtekben nagy a sűrűség.

Stano a kísérletben hozzáadta a POPC nevű kémiai összetevőt a a híg oldathoz. A POPC zsírmolekula nem keveredik a vízzel, vízbe rakva pedig egyből liposzómákat (egyfajta záróréteget) formál: ezek nagyon hasonlóak az élő sejtek membránhoz, és gyakran használják őket a sejtek evolúciójának tanulmányozásához. Stano szerint a liposzómák közül sok molekulákat zárt körbe a kísérletben, sőt ezerből egy ilyen mind a 83 molekulát bekebelezte, amely a fehérjekészítéshez szükséges. Ezek nagy mennyiségű GFP-t hoztak létre, amely világított a mikroszkóp alatt.

A kutatók egyelőre nem értik, miért történt ez, lehetséges, hogy ez egy véletlenszerű folyamat, amit egy statisztikai modell majd megmagyaráz. De az is lehet, hogy kifejezetten ezek a molekulák azért önszerveződőek, mert már eleve nagyon fejlettek. A következő fontos lépés annak vizsgálata lesz, hogy a kevésbé összetett molekulák is képesek-e ugyanerre.

A korlátok ellenére a kutatók kísérlete most először mutatta meg, hogy az egyszerű sejtekbe szerveződés valószínűleg elkerülhetetlen fizikai folyamat volt.