Những phân tử hữu cơ đã dẫn tới sự ra đời của sự sống như thế nào? Một số nhà khoa học đã đặt giả thuyết rằng các phân tử ARN (hay RNA - ribonucleic acid) là thành tố đầu tiên khởi đầu cho sự sống. Nhưng một số khác lại cho rằng ARN quá lớn và quá phức tạp để có thể là thứ khởi điểm của sự sống. Một số nhà khoa học đã đề xuất lý thuyết "trao đổi chất đầu tiên", trong đó cho rằng những phân tử chứa carbon đơn giản ban đầu đã trực tiếp phát triển chức năng trao đổi chất.
Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí PLOS ONE đã mang tới sự ủng hộ dành cho giả thuyết trao đổi chất đầu tiên.
Các nhà nghiên cứu đã lần theo dấu viết sự phát triển của quá trình trao đổi chất bằng cách sử dụng dữ liệu bản thể học về gen (Gene Ontology) bao gồm danh mục các chức năng sinh học cùng các protein hoặc phân tử ARN tương ứng được tìm thấy trong bộ gen của 249 loài sinh vật.
Gustavo Caetano-Anollés - một nhà sinh vật học tại Đại học Illinois - phát biểu trong một cuộc họp báo: "Bạn có thể lấy toàn bộ một bộ gen của một loài sinh vật, chẳng hạn như của con người, và hình dung nó như một tập hợp các chức năng của các gen trong đó. Nghiên cứu về những bộ chức năng này cho chúng ta biết vai trò của các gen, thay vì tập trung vào tên gọi và vị trí của chúng."
Những chức năng di truyền cổ nhất xuất hiện phổ biến trong các bộ gen hơn so với những chức năng mới tiến hoá gần đây.
Các nhà nghiên cứu đã dựng một mô hình máy tính để phân tích dữ liệu bản thể học về gen và qua đó lập nên một cây tiến hoá theo chức năng di truyền. Các tác giả của nghiên cứu này thấy rằng những chức năng di truyền cổ xưa nhất, được tìm thấy ở rễ của những cây đã trải qua nhiều giai đoạn tiến hoá, có liên quan đến sự trao đổi chất và tính liên kết.
"Hoàn toàn logic khi mà hai chức năng này phát triển rất sớm vì các phân tử ban đầu cần tạo ra năng lượng thông qua trao đổi chất và tương tác với những phân tử khác qua liên kết," Caetano-Anollés nói.
Những chức năng di truyền dẫn tới sự tạo thành những đại phân tử như RNA có thể được tìm thấy ở thân cây.
Các nhà nghiên cứu cho biết phương pháp phân tích và mô hình độc đáo của họ có thể được sử dụng đêt nghiên cứu các phân tử phục vụ cho y học hoặc để dự đoán những sự thích nghi di truyền trong tương lai.
"Mọi người nghĩ rằng nghiên cứu tiến hoá là nhìn ngược vào quá khứ," Caetano-Anollés nói. "Nhưng chúng tôi có thể sử dụng trình tự và phương pháp luận của chúng tôi để tìm kiếm những chức năng phân tử sẽ được tạo ra trong tương lai."
Tuấn Phong
Theo Space Daily
Đọc thêm: Hình thành và tiến hoá của sự sống trên Trái Đất
