Funnene kaster nytt lys på utviklingen av våre egne celler
Forskere har lenge spekulert over hvilke egenskaper våre eldgamle, encellede forfedre kan ha hatt og i hvilken rekkefølge disse egenskapene oppsto. Boblelignende rom er et kjennetegn ved «superriket» både mennesker og mange andre arter, inkludert gjær, tilhører. Cellene som finnes i dagens superrike har imidlertid en mengde spesialiserte molekyler som hjelper til å både danne og forme disse boblene inne i cellene våre. Forskere lurte på hva som kom først: boblene eller molekylene som former dem? Ny forskning fra ph.d-student Karolina Spustova og kolleger i laboratoriet til Irep Gözen ved Universitetet i Oslo viser at med bare noen få nøkkeldeler kan disse små boblene dannes av seg selv, innkapsle molekyler og dele seg uten hjelp. Spustova presenterte nylig forskningen sin, som ble publisert i januar, onsdag 24. februar på det 65. årsmøtet i Biophysical Society.
Kom protocellene før bakteriene?
Det er rundt 3,8 milliarder år siden vår encellede stamforelder ble skapt. Den eksisterte ikke bare før kjente komplekse organismer i vårt superrike, men også før dannelse av enklere bakterier. Hvorvidt denne«protocellene» hadde boblelignende rom, er et mysterium. Lenge trodde forskere at disse lipid-boblene var noe som skilte superriket vårt fra andre organismer, slik som bakterier. På grunn av dette trodde forskere at disse rommene kanskje hadde blitt dannet etter at bakterier oppsto. Ny forskning viser imidlertid at bakterier også har spesialiserte rom, noe som fikk Gözens forskningsgruppe til å undres – kunne protocellen som oppsto før bakterier og våre forfedre også hatt dem? Og om det skulle vise seg å være slik, hvordan kunne de ha blitt dannet?
Kan sammenlignes med celledeling
Forskningsgruppen blandet lipidene (bobler av fettmolekyler) som utgjør de moderne celle-rommene, kalt fosfolipider, med vann, før de plasserte blandingen på en minerallignende overflate. De så at større bobler ble dannet spontant, og at det på innsiden av disse boblene også var mindre bobler. For å teste om disse rommene kunne innkapsle små molekyler, noe som ville være nødvendig for å ha spesialiserte funksjoner, tilsatte teamet selvlysende fargestoffer. De observerte at disse boblene var i stand til å ta opp og holde på fargestoffene. De så også tilfeller der boblene delte seg og resulterte i mindre «datter»-bobler, noe som «ligner enkel deling av de første cellene», sier Spustova. Alt dette skjedde helt uten molekylære apparatet, slik dem vi har i våre egne celler, og uten tilsatt energi.
Ung jordklode ga muligens gode forhold for dannelse av boblelignende rom
Det er ikke utenkelig at dette kunne ha skjedd på jorden for 3,8 milliarder år siden. Gözen forklarte at det ville ha vært rikelig med vann da, samt at «silisiumdioksid og aluminium, som vi brukte i studien, er til stede i naturlige bergarter». Forskning viser at de fosfolipide molekylene kan ha blitt syntetiserte under de tidlige forholdene på jorden eller ha kommet til jorden med meteoritter. Gözen sier at «det antas at konsentrasjonen av disse molekylene ble tilstrekkelig til å danne fosfolipide rom». Det er altså mulig at den eldgamle «protocellen» som kom før alle organismer som finnes på jorden i dag, hadde alt den trengte for at boblelignende rom kunne dannes spontant.