จิ๊กซอว์ต้นกำเนิดชีวิต! พบ RNA จิ๋ว QT45 เกือบจำลองตัวเองได้สำเร็จ

ปริศนาที่ว่าสิ่งมีชีวิตบนโลกเริ่มต้นขึ้นมาได้อย่างไร ถือเป็นหนึ่งในคำถามที่ท้าทายวงการวิทยาศาสตร์มาอย่างยาวนาน ทฤษฎีหนึ่งที่ได้รับความนิยมคือ RNA World ซึ่งเชื่อว่าโมเลกุล RNA เป็นจุดเริ่มต้นของวิวัฒนาการทั้งหมด แต่ข้อกังขาที่ผ่านมาคือ โมเลกุล RNA ที่จะจำลองตัวเองได้นั้น มักจะมีความซับซ้อนและมีขนาดใหญ่เกินกว่าจะเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติในยุคแรกเริ่ม ทว่าล่าสุด นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบหลักฐานชิ้นสำคัญที่อาจลบข้อกังขานี้ทิ้งไป

ทีมนักวิจัยจาก MRC Laboratory of Molecular Biology ในสหราชอาณาจักร ได้เผยแพร่การค้นพบโมเลกุล RNA ขนาดจิ๋วที่ตั้งชื่อว่า Quite Tiny 45 (QT45) โมเลกุลตัวนี้ทำหน้าที่เป็น Polymerase Ribozyme (RNA ที่สามารถทำหน้าที่คล้ายเอนไซม์ในการเร่งปฏิกิริยาเคมี) ซึ่งความเจ๋งของมันคือความสามารถในการ "เกือบ" จำลองตัวเองได้สำเร็จ โดยมันสามารถคัดลอกสายพันธุกรรมคู่สม (Complementary Strand) และใช้สายนั้นเป็นแม่แบบเพื่อสร้างสำเนาของตัวเองขึ้นมาใหม่ในอีกปฏิกิริยาหนึ่ง

กว่าจะได้ QT45 มา นักวิจัยต้องจำลองสภาพแวดล้อมเป็นแอ่งของเหลวเย็นจัดที่เต็มไปด้วยลำดับ RNA แบบสุ่มและสั้นมากๆ นับล้านล้านรูปแบบ เพื่อดูว่ามีรูปแบบไหนที่สามารถคัดลอกและต่อรอยต่อของ RNA ได้บ้าง หลังจากผ่านการทดสอบหลายรอบ QT45 ก็ปรากฏตัวขึ้น โดยในการทดลองภายใต้สภาวะที่เหมาะสม มันใช้เวลาประมาณ 72 วันในการสังเคราะห์ตัวเอง แม้จะยังไม่ใช่การจำลองตัวเองแบบสมบูรณ์ 100% เพราะยังต้องอาศัยทริคในห้องแล็บช่วยนิดหน่อย แต่มันก็พิสูจน์ให้เห็นว่ากระบวนการที่ยากที่สุดสองขั้นตอนนั้นสามารถเกิดขึ้นได้จริงในโมเลกุลที่เล็กและเรียบง่ายพอที่จะก่อตัวขึ้นเองในธรรมชาติยุคดึกดำบรรพ์

Edoardo Gianni นักชีวเคมีจากทีมวิจัยระบุว่า การค้นพบนี้ทำให้แนวคิดที่ว่า RNA สามารถจำลองตัวเองและเกิดขึ้นเองตามธรรมชาตินั้นมีความเป็นไปได้สูงขึ้นมาก นอกจากจะเป็นการไขความลับบนโลกแล้ว ยังเป็นประโยชน์ต่อการค้นหาสิ่งมีชีวิตบนดาวดวงอื่นด้วย เพราะหากเราเข้าใจจุดเริ่มต้นของสารเคมีพื้นฐานบนโลก เราก็จะรู้ว่าควรจะมองหาอะไรบนดาวเคราะห์ที่ห่างไกล ซึ่งสอดคล้องกับการค้นพบก่อนหน้านี้ที่นักวิทยาศาสตร์เจอ Ribose ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของ RNA บนดาวเคราะห์น้อย Bennu รวมไปถึงการพบ โครงสร้างพื้นฐานของ DNA และ RNA บนดาวเคราะห์น้อย Ryugu ที่ตอกย้ำว่าวัตถุดิบแห่งชีวิตอาจล่องลอยอยู่ทั่วไปในอวกาศ

ก้าวต่อไปของทีมวิจัยคือการหาวิธีทำให้ QT45 คัดลอกตัวเองได้เร็วขึ้นและได้ปริมาณมากขึ้น เพราะตอนนี้ 72 วันถือว่าแอบนานไปนิดสำหรับการสร้างสารตั้งต้นจำนวนน้อยนิด แต่ก็นั่นแหละ กรุงโรมไม่ได้สร้างเสร็จในวันเดียวฉันใด สิ่งมีชีวิตบนโลกก็คงไม่ได้วิวัฒนาการเสร็จภายในวันหยุดสุดสัปดาห์ฉันนั้น