A Scripps Kutatóintézet és a Georgiai Műszaki Egyetem tudósai olyan eredményeket tettek közzé a Chem folyóiratban, amelyek új megvilágításba helyezik az élet eredetével kapcsolatos egyik legismertebb kémiai hipotézist, a formózreakció elméletét. A tanulmány szerint ez az 1861-ben felfedezett reakció - amely során formaldehid molekulákból spontán módon cukorfélék, így a ribóz is kialakulhat - nem képes lineáris cukrok, például ribóz előállítására az ősi Földhöz hasonló körülmények között.
A ribóz kiemelkedő jelentőségű, hiszen az RNS molekula gerincét alkotja, amely az egyik legkorábbi információhordozóként szerepelhetett az élet keletkezésének kezdeti szakaszában. A formózreakció eddig vezető szerepet játszott az élet elindulásához szükséges cukorképződés magyarázatában, ám az új adatok szerint ez a megközelítés komoly újragondolásra szorul.
Kaotikus eredmények
A kutatócsoport - Ramanarayanan Krishnamurthy vezetésével - a formózreakciót ezúttal enyhébb kémiai körülmények között vizsgálta. Míg a hagyományos kísérletek magas hőmérsékleten és erősen lúgos közegben (pH 12-13) zajlanak, addig a jelenlegi vizsgálat szobahőmérsékleten és pH 8 körüli értéken történt, amely feltételezhetően közelebb állhatott az ősi Föld állapotaihoz.
A reakciót nukleáris mágneses rezonancia (NMR) spektroszkópiával követték nyomon, izotóppal jelölt kiinduló anyagokat felhasználva. Az eredmények szerint a formaldehid valóban reagál a vizsgált körülmények között, ám a reakció irányítatlanul és kaotikusan zajlik, és nem eredményez lineáris, hanem kizárólag elágazó cukorszerkezeteket.
"A formaldehid reakciókészsége miatt szinte lehetetlen egy adott köztes állapotban megállítani a folyamatot - a reakció addig tart, amíg az összes formaldehid el nem fogy" - magyarázza Krishnamurthy.
Az élet eredetének új kérdőjelei
A kapott eredmények alapján az egyenes láncú cukrok - például a ribóz - nem keletkeznek számottevő mennyiségben a formózreakció során. Ez súlyos problémát jelent az RNS-világ hipotézise szempontjából, amely szerint a ribóz kulcsszerepet játszott az élet molekuláris alapjainak kialakulásában.
"Eredményeink kétségbe vonják a formózreakciót mint a lineáris cukrok keletkezésének alapját" - mondja Charles Liotta, a Georgia Institute of Technology professzor emeritusa és a tanulmány társszerzője.
Ipari lehetőségek és új irányok
Habár a kísérlet nem erősítette meg a ribóz természetes kialakulását e reakció útján, ipari szempontból mégis ígéretes eredmények születtek. Az enyhébb körülmények ugyanis tiszta módon előállított, elágazó cukrokat eredményeztek - ezek pedig fontos alapanyagok lehetnek a bioüzemanyag-gyártásban.
"Munkánk értékes lehet a zöldüzemanyag-ipar számára, hiszen az enyhébb körülmények között előállított elágazó cukrok könnyebben hasznosíthatók ebben a kontextusban" - tette hozzá Krishnamurthy.
A kutatók hangsúlyozzák: nem céljuk végérvényesen elvetni a formózreakció szerepét az élet eredetében, de új szemléletre és alternatív modellekre van szükség az élet kialakulásához vezető cukorképződés folyamatainak megértéséhez.
"Szeretnénk bátorítani a tudományos közösséget, hogy új irányokban gondolkodjon" - zárja Krishnamurthy. "Kutatásunk célja nem az volt, hogy lezárjunk egy elméletet, hanem hogy új kapukat nyissunk az élet keletkezésének megértése felé."
