AMSTERDAM – Een Amerikaanse supercomputer onderzoekt op dit moment hoe ribonucleïnezuur het ontstaan van leven heeft mogelijk gemaakt.

De supercomputer in het Oak Ridge National Laboratory van het Amerikaanse Ministerie van Energie kan een chemische reactie simuleren die mogelijk ooit heeft geleid tot het onstaan van de eerste organismen uit ribonucleïnezuur oftewel RNA.

De onderzoekers richten zich bij hun onderzoek op een ribonucleïnezuur dat als katalysator kan optreden bij de zogenaamde Diels-Alder-reactie. Dat is een reactie waarbij verschillende moleculen zo reageren dat er complexere moleculen ontstaan.

“Leven betekent het maken van moleculen die zichzelf reproduceren. Je hebt daarbij moleculen nodig die complex genoeg zijn om dat te doen”, verklaart hoofonderzoeker Jeremy Smith op nieuwssite ScienceDaily.

Moleculen

“Als RNA in staat is om door een chemische reactie complexere moleculen op te bouwen, kan een dergelijke stof mogelijk aanwezig zijn geweest bij de creatie van de eerste bouwstenen van leven”, aldus Smith.

Van RNA wordt al langer vermoed dat het een belangrijke rol speelde bij de vorming van de eerste organismen. Sommige types ribonuceïnezuur zijn namelijk in staat tot zowel het opslaan van genetische informatie als het ontketenen van chemische reacties. Die twee processen zijn onmisbaar bij het creëren van leven.

Magnesium

Tot nu toe zijn de wetenschappers bij het onderzoek echter vooral nieuwe details te weten gekomen over  de Diels-Alder-reactie. Het belangrijkste resultaat is de de ontwikkeling van een theoretische verklaring voor het feit dat RNA alleen als katalysator voor de reactie kan optreden wanneer magnesium wordt toegevoegd.

Die eerste bevindingen suggereren volgens de onderzoekers dat de simulatie van de supercomputer geschikt is om veel meer te weten te komen over de werking van ribonucleïnezuur en daardoor mogelijk ook het ontstaan van leven.

Nieuwe inzichten

“Computersimulaties kunnen inzichten in biologische systemen opleveren die je op een andere manier niet kunt verkrijgen”, aldus onderzoeker Smith. “Omdat de structuren van RNA zo vaak veranderen, is de dynamiek nu eenmaal moeilijk te begrijpen. Maar met een simulatie zijn we in staat om verder onderzoek uit te voeren.”