Je pozemský život nesmírně vzácným, směšně nepravděpodobným úkazem, k němuž dochází tak možná jednou za dobu existence několika vesmírů po sobě? Anebo je v podstatě běžnou záležitostí, která vyžaduje pouze jisté specifické, ale zase nikterak zvlášť výjimečné předpoklady? Zatím jen těžko říct. Známe jedině pozemský život a žádnou jinou slibnou planetu v obyvatelné zóně jsme zatím neprozkoumali. Zastánci obou pohledů na vznik života po sobě metají argumenty jako zběsilí, zatím se ale ničeho kloudného nedobrali.

Zvětšit obrázek

Takhle nějak nejspíš začal život. Kredit: University of Utah.

Život vznikl podle všeho velice dávno a naše představy o poměrech na tehdejší Zemi zůstanou možná navždy dost mlhavé. Je to prostě tak dávno, že nemáme moc z čeho vycházet. Pokud se nestane nějaký zázrak, tak průzkum okolních obyvatelných planet budou mít na starost naši vzdálení potomci, takže exobiologie nám prozatím také příliš nepomůže. A co nám zbývá k pátrání po původu života na dnešek? Můžeme si hrát v laboratoři s organismy a molekulami.

Schéma experimentu. Kredit: Stano et al. (2013), Angewandte Chemie.

Udělal to i Pasquale Stano z University of Roma Tre, když si s kolegy pohráli se samoorganizací poměrně složitých biomolekulárních systémů v liposomech, bublinách z lipidové dvojvrstvy. Velmi lišácky si vybrali transkripčně‑translační systém zahrnující celkem 83 různých molekul, včetně DNA, který dokáže vyrábět krásně zeleně fluoreskující protein GFP (Green Fluorescent Protein). Tento slavný protein složený ze 238 aminokyselin vědci bezostyšně okopírovali od medúz a teď ho v laboratořích hojně používají jako nápadnou značku.

Pasquale Stano. Kredit: Systems Biology Program/ CNB-CSIC.

Soustava biomolekul pro výrobu fluoreskujícího proteinu GFP funguje jen tehdy, když jsou všechny její složky velmi těsně u sebe. Nestačí, když jsou jenom rozptýlené v roztoku, řekněme v jedné zkumavce. Právě proto je i vnitřek živých buněk velmi natěsnaný. Stano a spol. nastavili experiment tak, aby rozptýlené biomolekuly měly možnost se samoorganizovat v liposomech. Přítomnost liposomů zajistili tak, že do roztoku přisypali POPC, tedy synteticky vyráběnou sloučeninu zahrnující diacylglycerol a fosfolipid. POPC se s oblibou používá v různých podobných experimentech a krom toho se i běžně vyskytuje v buněčných membránách eukaryot. Vtip je v tom, že POPC při setkání s vodou prakticky okamžitě samovolně vytváří liposomy, jejichž struktura je v mnohém podobná živým buňkám. A při vytváření liposomů může náhodně docházet k pohlcování různého počtu rozptýlených biomolekul.

Zvětšit obrázek

Jednoduchý liposom. Kredit: SuperManu, Wikipedia Commons.

Když to Stano a spol. udělali, nestačili se divit. Zjistili totiž, že půl procenta, čili 5 z každé tisícovky vzniklých liposomů obsahovalo kompletní sestavu 83 molekul, které společně vyráběly zelený fluoreskující protein GFP. Na první pohled to moc nevypadá jako hodnoty, které by měly budit respekt, ale opak je pravdou. Ve skutečnosti je to nefalšovaný zázrak. Když by se spočítala matematická pravděpodobnost náhodného vzniku funkční soustavy 83 biomolekul byť v jednom liposomu z tisíce, tak by byla spolehlivě prakticky nulová. Tady se stalo něco zázračně nenáhodného. Jestli se o tom dozvědí ve Vatikánu, tak Stanovi hrozí, že bude svatořečen.

Jak se to mohlo přihodit? Vědci jen krčí rameny. Pokud někde nedošlo k omylu, tak je taky možné, že evoluce vytvarovala vybrané biomolekuly tak, aby měly sklon se samoorganizovat společně. Takové „přízemnější“ a přesto velmi zajímavé vysvětlení by mohly vyloučit podobné experimenty s menším počtem méně komplexních molekul. Dopadly by stejně? Nepůjde nejspíš o nic moc složitého nebo nákladného, pro hravé experimentátory s molekulární laborkou je to příležitost jako dělaná. Až pak se ukáže, jestli je vznik života víceméně nevyhnutelným fyzikálním procesem.

Literatura

The Conversation 24. 10. 2013. Angewandte Chemie online 15. 10. 2013.