প্রায় স্ব-প্রতিলিপি করতে পারে এমন RNA স্ট্র্যান্ড জীবনের উৎপত্তির চাবিকাঠি ধরে রাখতে পারে

আরএনএ ওয়ার্ল্ড হাইপোথিসিস অনুসারে, জীবন শুরু হয়েছিল যখন আরএনএ অণুগুলি নিজেদের আরও কপি তৈরি করার ক্ষমতা তৈরি করেছিল। এখন আমরা একটি আরএনএ অণু আবিষ্কার করেছি যা প্রায় এটি করতে সক্ষম – এটি জড়িত প্রধান পদক্ষেপগুলি সম্পাদন করতে পারে, শুধু একবারে নয়।

যুক্তরাজ্যের কেমব্রিজে এমআরসি ল্যাবরেটরি অফ মলিকুলার বায়োলজির ফিলিপ হলিগার বলেছেন, “এটা একটি দীর্ঘ অনুসন্ধান হয়েছে যেখানে আপনি নিজেকে বোঝাতে পারেন যে RNA-এর সঠিক অবস্থার মধ্যে নিজেকে তৈরি করার ক্ষমতা রয়েছে। আমি মনে করি এটি দেখায় যে এটি সম্ভব।”

জীবন্ত কোষে, প্রোটিন রাসায়নিক বিক্রিয়াকে অনুঘটক করার মতো গুরুত্বপূর্ণ কাজ করে এবং সেগুলি তৈরির পদ্ধতিগুলি ডাবল-স্ট্র্যান্ডেড ডিএনএ অণুতে সঞ্চিত থাকে। আরএনএ হল ডিএনএর একটি রাসায়নিক কাজিন যা সাধারণত একক স্ট্র্যান্ড হিসাবে বিদ্যমান।

এটি ডিএনএ-এর মতো তথ্য সংরক্ষণের ক্ষেত্রে ততটা ভালো নয় কারণ এটি কম স্থিতিশীল, তবে এটি এমন কিছু করতে পারে যা ডিএনএ করতে পারে না: প্রোটিনে ভাঁজ করে এনজাইম তৈরি করে যা রাসায়নিক বিক্রিয়াকে অনুঘটক করতে পারে। যেহেতু RNA তথ্য সঞ্চয় করতে পারে এবং একটি অনুঘটক হিসাবে কাজ করতে পারে, তাই 1960 এর দশকের প্রথম দিকে পরামর্শ দেওয়া হয়েছিল যে RNA অণুগুলি তাদের নিজস্ব গঠনকে অনুঘটক করতে সক্ষম হতে পারে জীবন শুরু হয়েছিল।

কিন্তু এই ধরনের অণু খুঁজে পাওয়া সত্যিই কঠিন প্রমাণিত হয়েছে। গবেষকরা দীর্ঘদিন ধরে বিশ্বাস করেন যে স্ব-প্রতিলিপিকারী আরএনএগুলি অবশ্যই তুলনামূলকভাবে বড় এবং জটিল হতে হবে, তবে প্রতিলিপি করার জন্য বড় আরএনএগুলি পাওয়া খুব কঠিন ছিল।

অধিকন্তু, যদিও এটি দেখানো হয়েছে যে তুলনামূলকভাবে ছোট আরএনএ অণুগুলি সঠিক পরিস্থিতিতে স্বতঃস্ফূর্তভাবে গঠন করতে পারে, বড় অণুগুলির এটি করার সম্ভাবনা অনেক কম।

হলিগার বলেন, “এটি আমাদের ভাবতে বাধ্য করেছে যে হয়তো আমরা ভুল করছি। হয়তো কিছু সহজ, ছোট কিছু এই প্রক্রিয়াটিকে ঘটতে পারে।” “এবং তাই আমরা খুঁজতে শুরু করেছি, এবং আমরা একটি খুঁজে পেয়েছি।”

আরএনএ নিউক্লিওটাইড নামক বিল্ডিং ব্লক দিয়ে তৈরি। দলটি 20, 30 বা 40 টি নিউক্লিওটাইড দীর্ঘ এক ট্রিলিয়ন এলোমেলো সিকোয়েন্স তৈরি করে শুরু করেছিল। এর মধ্যে, তিনি তিনটি বেছে নিয়েছিলেন যা নিউক্লিওটাইডগুলিকে একত্রে সংযুক্ত করার মতো প্রতিক্রিয়া সম্পাদন করতে পারে। তিনটিই একসাথে যুক্ত ছিল এবং বিবর্তনের বেশ কয়েকটি রাউন্ডের মধ্য দিয়ে গেছে – এলোমেলোভাবে পরিবর্তন করা, বা প্রতিস্থাপন করা, অনুক্রমের অংশগুলি এবং আরও ভাল পারফরম্যান্স করে এমন রূপগুলি নির্বাচন করা।

কিউটি 45 নামক ফলস্বরূপ অণুটি মাত্র 45 নিউক্লিওটাইড দীর্ঘ। ক্ষারীয় জলে যা হিমাঙ্কের ঠিক উপরে থাকে, এটি একটি টেমপ্লেট হিসাবে একক-স্ট্রেন্ডেড আরএনএ ব্যবহার করতে পারে দুই বা তিনটি নিউক্লিওটাইডের সংক্ষিপ্ত স্ট্র্যান্ডগুলিকে একত্রে সংযুক্ত করে পরিপূরক স্ট্র্যান্ড তৈরি করতে, যার নিজস্ব একটি পরিপূরক ক্রম তৈরি করা সহ। “এটি বর্তমানে বেশ ধীর এবং কম ফলনশীল, কিন্তু এটি একটি আশ্চর্যজনক নয়,” হলিগার বলেছেন।

QT45 সেই পরিপূরক স্ট্র্যান্ডগুলি থেকে নিজের আরও কপি তৈরি করতে পারে। “এটি, প্রথমবারের মতো, RNA-এর একটি অংশ যা নিজেকে এবং এর এনকোডিং স্ট্র্যান্ড তৈরি করতে পারে, এবং এটি স্ব-প্রতিলিপির দুটি উপাদান প্রতিক্রিয়া,” হলিগার বলেছেন। কিন্তু এখনও পর্যন্ত, দলটি একই পাত্রে উভয় প্রতিক্রিয়া অর্জন করতে পারেনি। পরিকল্পনাটি এখন অণুটিকে আরও বিকাশ করা এবং উভয় প্রতিক্রিয়া একই সাথে ঘটতে পারে কিনা তা দেখতে ফ্রিজ-থো চক্রের মতো অবস্থার সাথে পরীক্ষা করা।

“সবচেয়ে উত্তেজনাপূর্ণ বিষয় হল যে একবার সিস্টেমটি স্ব-প্রতিলিপি শুরু করলে, এটি স্ব-অভিযোজিত হওয়া উচিত,” হলিগার বলেছেন। এর কারণ হল ত্রুটি-ভরা প্রক্রিয়াটি প্রচুর বৈচিত্র তৈরি করবে, যার মধ্যে কিছু ভাল কাজ করতে পারে, নিজেদের আরও বেশি পুনরুত্পাদন করতে পারে এবং আরও অনেক কিছু।

জার্মানির গ্রিফসওয়াল্ড ইউনিভার্সিটির সাবিন মুলার বলেছেন, “হলিগার ল্যাব থেকে পাওয়া নতুন ফলাফলগুলি অসাধারণ এবং একটি গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতি, জিনিসগুলিকে সম্পূর্ণ স্ব-প্রতিলিপিকারী আরএনএর কাছাকাছি নিয়ে যাচ্ছে।”

“সম্ভবত এই আবিষ্কারের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ দিক হল এই স্ব-সংশ্লেষণ ক্ষমতা সহ একটি মাঝারি আকারের আরএনএ অলিগোমার ক্রম আবিষ্কার করা,” উইসকনসিন-ম্যাডিসন বিশ্ববিদ্যালয়ের জাচারি অ্যাডাম বলেছেন।

অ্যাডাম ব্যাখ্যা করেছেন যে একা 45-নিউক্লিওটাইড-দীর্ঘ RNA সিকোয়েন্সের সংখ্যা “অকল্পনীয়ভাবে বড়”, তাই দলটি ট্রিলিয়ন র্যান্ডম সিকোয়েন্সের প্রারম্ভিক বিন্দু থেকে QT45 খুঁজে পেতে ভাল করেছে।

প্রথম দিকের পৃথিবীতে, QT45-এর অনুরূপ অণুগুলি আধুনিক আইসল্যান্ডের মতো পরিবেশে স্ব-প্রতিলিপি তৈরি করতে সক্ষম হতে পারে, যেখানে বরফ উপস্থিত ছিল কিন্তু হিমায়িত-গলে যাওয়া চক্র চালানো এবং পিএইচ গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করার জন্য হাইড্রোথার্মাল কার্যকলাপও ছিল, হলিগার বলেছেন। তারা বিশ্বাস করে যে প্রধান উপাদানগুলিকে আলাদা করার জন্য কিছু ধরণের ভগ্নাংশের প্রয়োজন হবে, তবে এটি বিভিন্ন উপায়ে ঘটতে পারে, বরফের গলিত জলের পকেট থেকে ফ্যাটি অ্যাসিড থেকে স্বতঃস্ফূর্তভাবে কোষের মতো ভেসিকেল তৈরি করা।