Živo je ono što se hrani, raste i razmnožava. Tako se uči u školi. Uči se i da stanica može nastati samo iz stanice  –  kako je još u 19. stoljeću rekao njemački patolog Vischow: „Omnis cellula e cellula“. Ako je tako, onda  se ne može napraviti ništa živo miješenjem kemikalija, niti se može znati kako je nastao prvi život za Zemlji. „Zato su mnogi od njih [znanstvenika] pokušali, da umjetno stvaraju život u svojim laboratorijima i to pod najrazličitijim okolnostima“, pisao je 1942. godine franjevac Marijan Blažić. No bez uspjeha: „Neki su biolozi žrtvovali tim pokusima cijeli niz godina svog života; utrošene su velike svote novca; ispisane su mnoge knjige, a konačni je uspjeh bio savršeni neuspjeh… Oni nijesu bili sposobni ne samo da stvore sitnu travku ili malog crvića, nego ni nešto što bi sličilo živoj stanici.“ To što je rekao 1942. vrijedi i 2019. – no ipak.

Na mnoge vrlo uvjerljive teorije o postanku života koje su se razvile od vremena kada je fra Blažić pisao ove rečenice neću trošiti riječi – ta dosta sam ih već napisao u knjizi The Cookbook of Life. Umjesto toga opisat ću pokuse koje su nedavno izveli znanstvenici iz Nizozemske, Njemačke i Španjolske pod vodstvom Evana Spruijta te ih objavili u časopisu Nature Nanotechnology.

Što su napravili? Napravili su, ukratko rečeno, mikroskopska vlakanca koja se produžuju (rastu) i dijele: Dissipative adaptation in driven self-assembly leading to self-dividing fibrils. Tako kažu u naslovu. A što kažu u radu? 

Kao prvo, poslužili su se poznatim staničnim procesom polimerizacije bakterijskog proteina FtsZ. Od njega se u bakterijskoj stanici stvaraju niti koji se potom udružuju u veća vlakna (po tomu je FtsZ sličan tubulinu koji isto čini  u eukariotskim stanicama, stanicama s jezgrom i kromosomima). Energiju za povezivanje molekula daje hidroliza  gvanozin-triposfata (GTP) u gvanozin-difosfat (GDP). Tako je to u bakterijskoj stanici. No može li se nešto slično napraviti u nekoj drugoj, umjetnoj stanici?

Vjerovali ili ne, za umjetnu se stanicu (neke vrste) zna gotovo stotinu godina. Tada je naime, tridesetih godina prošloga stoljeća ruski biolog Oparin postavio teoriju da se život razvio iz koacervatnih kapljica, kapljica raslojenih koloidnih otopina. U našem slučaju znanstvenici su takve kapljice napravili od molekula RNA i proteina GFP-K72 (K72 stvara koacervat, a GFP fluorescira). Iako se FtsZ može polimerizirati i bez koacervatne kapljice, on se u njoj nakuplja, pa stoga u umjetnoj stanici lakše i brže nastaju niti nego izvan nje – ako uopće nastaju.

Kada su znanstvenci u otopinu s koacervatnim kapljicama stavili protein FtsZ i GDP one su ih apsorbirale („hranile se“), a zatim su u njima počele rasti niti (druga odlika živoga), koje su potom pucale negdje u sredini. Nakon toga se kapljica razdvojila, no niti su nastavile rasti u novim „stanicama“ (treća odlika živoga). Date li dakle umjetnim stanicama dovoljno hrane, one će bez ikakvog vanjskog utjecaja proizvoditi niti duge 3-4 mikrometra. Uz dovoljnu količinu kemikalija – FTsZ, GTP, RNA i GFP-K72 –  sustav se sam razvija, umnaža. (Još se ne zna zašto niti pucaju u sredini nakon što dosegnu određenu duljinu,  iako se najvjerojatnije radi o djelovaju kapilarnih sila.)

Vidimo da sve komponente potječu iz nečega živog, no to nije smetnja. Slični bi se sustavi mogli napraviti od nebiološkog materijala pa bi se mogle umnažati sićušne tvorevine zadane veličine i sastava, recimo intergrirani krugovi (čipovi) veličine bakterije. S druge pak strane novi smjer istraživanja mogao bi dati zamaha teorijama o postanku života.

To kažem zato što su se prema Oparinovoj teoriji u koacervatnim kapljicama (prastanicama) odvijale kemijske reakcije pri čemu su reaktanti u njih ulazili, a produkti  iz njih izazili. No ruski kemičar nije odgovorio na pitanje kako se u prastanicama razvio mehanizam prijenosa nasljednih informacija. Evo odgovora: ako su u kapljicama postojale nitaste strukture, koje su rasle poput onih ovdje opisanih, Oparinova se stanica mogle dijeliti. Treba još pretpostaviti da su one nastajale polimerizacijom molekula RNA (koje evolucijski prethode molekulama DNA)…  No ne idem li već predaleko sa svojom hipotezom?   

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti pišući za časopise Prirodu (kojoj je sedam godina bio i glavni urednik), Čovjek i svemir, ABC tehnike, Smib, Modru lastu, a u posljednje vrijeme i za mrežne stranice Zg-magazin te, naravno, BUG online. Autor je i 13 znanstveno-popularnih knjiga od kojih je posljednju, „The Cookbook of Life – New Theories on the Origin of Life“ (izišlu 2018. godine), napisao na engleskom jeziku. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.