In Groningen zijn zelfassemblerende moleculen gecreëerd die doen aan soortvorming en ecologische niches. Wellicht biedt het inzicht in de manier waarop leven ontstaat, suggereren systeemchemicus Sijbren Otto en collega’s in Nature Chemistry.

In een commentaar in de Volkskrant heeft zijn Nijmeegse collega Wilhelm Huck het al over een vorm van ‘survival of the fittest’.

Het borduurt voort op een publicatie van vorig jaar in Nature Communications. Daarin werden bouwstenen beschreven die samen ringen kunnen vormen. Die ringen stapelen zich vervolgens tot vezels, en die vezels katalyseren weer de vorming van nieuwe, identieke ringen aan hun uiteinden.

Als bouwsteen dient een benzeenring waar op twee plekken zwavelkernen aan hangen, en op de derde plaats een keten van vijf aminozuren. Via een zwavel-zwavelbinding kunnen ze dimeriseren, en na een aantal koppelingen kan de ring zich sluiten. Indertijd bleek al dat het aantal bouwstenen per ring in eerste instantie variabel is, maar dat alleen ringen van zes bouwstenen zichzelf stapelen. En omdat ongestapelde ringen vanzelf weer uit elkaar vallen, houd je uiteindelijk alleen gestapelde zesringen over.

Het kan overigens vele dagen duren eer het zo ver is. Eventueel kun je het proces versnellen door de oplossing ‘in te zaaien’met kant-en-klare ringen.

Het nu beschreven experiment werkt net zo. Maar dit keer zijn er twee verschillende bouwstenen, waarbij het verschil zit in één serine in plaats van fenylalanine in de aminozuurstaart. Die serine maakt de staart minder hydrofoob, zodat je in een waterige oplossing stapels van acht- in plaats van zesringen krijgt.

Gooi je beide bouwstenen door elkaar, dan blijk je in eerste instantie toch weer zesringen te krijgen. Analyse met UPLC-MS toont aan dat die allemaal minstens drie bouwstenen met fenlyalaninestaarten bevatten.

Je krijgt dus een overschot aan vrije bouwstenen met serinehoudende staarten. En na een week zie je dan ineens een tweede set zesringen ontstaan, dit keer met minstens vier van die serines. Geen achtringen dus, en Otto heeft sterke aanwijzingen dat de tweede set ontstaat uit de eerste. Om precies te zijn uit vezels die aan het uiteinde toevallig een ring hebben zitten met drie fenylalanine- en drie serinestaarten.

Achtringen krijg je pas weer als je met diezelfde ringen inzaait.

Otto concludeert dat de twee sets elk een andere ‘food niche’ innemen in het bekerglas vol bouwstenen en noemt zijn resultaten dan ook “een belangrijke stap naar het bereiken van Darwiniaanse evolutie met een systeem van volledig synthetische moleculen, en naar de synthese van leven.”

Al voegt hij er in de Volkskrant aan toe dat het pas écht evolutie wordt wanneer het systeem een chemische functionaliteit bedenkt die hij er niet in heeft gestopt.

bron: Nature Chemistry, de Volkskrant