Hur livet uppstod från icke-levande kemikalier för mer än 3,5 miljarder år sedan på jorden är en fortfarande obesvarad fråga. RNA -världshypotesen antar att RNA -biomolekyler var nyckelspelare under denna tid eftersom de bär genetisk information och fungerar som enzymer. Dock, ett krav för RNA -aktivitet är att det finns ett visst antal molekyler i tillräckligt nära närhet till varandra. Detta skulle vara möjligt om RNA fanns i ett fack, såsom membranlösa mikrodroppar (coacervates). Forskare vid Max Planck -institutet för molekylär cellbiologi och genetik i Dresden och Max Planck -institutet för biokemi i Martinsried har för första gången visat att enkelt RNA är aktivt inom membranlösa mikrodroppar, möjliggör en lämplig miljö för början av livet.

RNA-världshypotesen antar att livet härstammar från självreplikerande RNA, en biomolekyl som fanns före utvecklingen av DNA och proteiner. Dock, forskare antar att koncentrationer av RNA och deras byggstenar på en tidig planet kan ha varit för utspädda för att en reaktion skulle kunna äga rum. Därför, de spridda RNA -molekylerna som behövs för att hitta ett sätt för varandra att skapa en reaktion och starta livet. Lämpliga platser för ackumulering av RNA kunde ha varit inom fack. Fack kan formas med ett membran som cellen eller utan ett membran där molekyler lätt kan utbytas med sin omgivning. Membranlösa fack kan bildas genom fasseparation av motsatt laddade molekyler, en process som liknar separationen av oljedroppar i vatten.

I deras studie, forskarna bevisade för första gången att RNA är aktivt inom sådana membranlösa mikrodroppar, stödja en tidigare hypotes om att coacervater fungerar som protoceller och därför kan vara en föregångare till cellen som finns idag. Coacervaters förmåga att ackumulera RNA skulle ha hjälpt till att övervinna utspädningsproblemet med biomolekyler och erbjudit en lämplig miljö för reaktioner med varandra. Vidare, dessa membranlösa droppar tillåter fri överföring av RNA mellan dropparna. Dr Björn Drobot, den första författaren till denna studie, förklarar:"En av de riktigt spännande sakerna är att vi har visat att coacervates fungerar som ett kontrollerat genetiskt överföringssystem, där kortare RNA -bitar kan pendla mellan droppar medan längre bitar fångas i värddroddroppen. På det här sättet, dessa protoceller (coacervates) har förmågan att överföra genetisk information mellan andra protoceller som skulle ha varit ett viktigt kriterium för att starta livet. "

Dessa fynd visar att membranlösa mikrodroppar är fördelaktiga för en selektiv ackumulering av RNA. Dr Dora Tang, som ledde projektet påpekar:"Det antogs av en rysk forskare (Oparin) på 1920 -talet att coacervate -droppar kunde ha varit de första avdelningarna på jorden och existerat innan celler med ett membran utvecklats. De ger ett sätt för biomolekyler att koncentrera sig och skapa Det första livet på jorden. Studien från mitt laboratorium bidrar till en mängd olika arbeten från oss och andra där det finns allt fler bevis för att coacervater är intressanta system för uppdelning i livsstudier och studier i modern biologi och syntetisk biologi. "