Vegyészek egy csoportja közel jár ahhoz, hogy bizonyítsa, a DNS-molekula spontán módon képes lehetett felépülni az ősi Földön jelenlévő anyagokból, így már az élet megjelenése előtt is jelen volt a környezetben. A DNS a földi élet csaknem minden formájához szükséges alapvető építőelem, a legtöbb biológus mégis úgy gondolja, hogy az élet kezdetben RNS-alapú volt.

Több évtizedes kísérletezgetés után először 2009-ben sikerült RNS-t létrehozni olyan anyagokból, amelyek valószínűsíthetően megtalálhatók voltak a Föld korai időszakában. Matthew Powner, a University College London kutatója kollégái segítségével a molekulát felépítő négyféle nukleotidból kettőt sikerrel szintetizált. Eredményeik alapján helyesnek tűnt az a megállapítás, hogy megfelelő körülmények és alapanyagok mellett az RNS spontán módon kialakulhat. A kutatás így tovább erősítette azt az elméletet, miszerint az földi élet egy „RNS-világban” keletkezett.

Pownerék legújabb kutatása azonban afelé mutat, hogy talán át kellene értékelni a fenti megállapításokat. A szakértők az RNS után a DNS spontán kialakulásának lehetőségeit vették górcső alá, és egyre közelebb vannak ennek az opciónak az igazolásához.

A nukleotidok egy nitrogéntartalmú heterociklusos bázisból, egy pentóz cukorból és egy foszfát-csoportból állnak. A DNS-t felépítő nukleotidokat nehezebb szintetizálni, mint az RNS építőelemeit, mivel a DNS-ben található cukorral, a dezoxiribózzal nehezebb bánni, mint a ribózzal. Először tehát egy ehhez hasonló cukrot hoztak létre a korai Föld feltételezett anyagaiból. A kutatók által kreált cukor egy bázisszerű molekulához (AICA) kapcsolódik. A következő lépésben ezt le kellene cserélni egy bázisra, majd hozzáadni a molekulához a foszfátcsoportot, van tehát még tennivaló. Pownerék molekulája ezen kívül egy plusz kénatomot is tartalmaz, amely segítette az eddigi reakciók végbemenetelét, most azonban valahogy meg kellene szabadulni tőle. Összességében a kutatók úgy vélik, hogy a DNS nukleotid létrehozása csak idő kérdése, és pár éven belül mindenképpen megvalósul.

Ha ez valóban megtörténik, akkor át kell értékelni mindazt, amit az élet kialakulásáról eddig gondoltunk. A DNS-t a legtöbb biológus azért hanyagolta ilyen szempontból, mert a molekula túlságosan bonyolult felépítésűnek tűnt ahhoz, hogy spontán összeállhasson. A szakmai konszenzus szerint az első DNS-ek „legyártását” RNS-alapú organizmusok végezték, mivel az RNS-nél hatékonyabb genetikai tárhelyre volt szükségük.

Kérdéses azonban, hogyan történhetett meg ez a gyakorlatban. A modern élőlények képesek ugyan az RNS nukleotidjait DNS építőelemekké alakítani, de ehhez olyan speciális enzimek szükségesek, amelyek előállításához rengeteg energia és különleges alapanyagok szükségesek. Ahhoz, hogy egy ilyen lépés megtörténjen, az organizmusnak valahonnan tudnia kellett, hogy a végeredmény miatt megéri befektetni az enzimekbe.

Logikusabb magyarázatnak tűnik tehát, ha azt feltételezzük, hogy a DNS nukleotidjai előfordultak az első élőlények környezetében, és különféle célokra fel is használták ezeket, majd később ‒ értékelve a DNS előnyeit ‒ kialakították azokat a módszereket, amelyek révén maguk is képesek lettek a molekula legyártására.

Powner szerint az élet egy RNS-t és DNS-t is felvonultató világban alakult ki, ahol mindkét molekula nukleotidjai előfordultak. Jack Szostak, a kutatás résztvevője és a Harvard Nobel-díjas tudósa korábban igazolta, hogy a kétféle nukleotid elegyével rendelkező „keverék” molekulák képesek az RNS egyes funkcióinak ellátásra. A kutatók szerint könnyen elképzelhető, hogy az élet ilyen hibridek felhasználásával keletkezett, és ezek fokozatosan tisztultak le DNS-sé vagy RNS-sé. A molekulák tiszta formája jóval hatékonyabb, mint a keverékek, így az első élőlények valószínűleg nagy gyorsasággal átestek ezen a folyamaton. Az első DNS-alapú élőlény megjelenésének időpontjáról és kialakulásának módjáról továbbra sem tudnak biztosat mondani a kutatók, de a jelenlegi projekt folytatása révén talán előbb-utóbb választ kaphatunk az élet kezdeteit övező kérdésekre.