Wir interessieren uns für die chemischen und physikalischen Prozesse, die den Übergang von der chemischen Evolution zur biologischen Evolution auf der frühen Erde ermöglicht haben. Um diese Prozesse zu erforschen, versucht unser Labor, ein synthetisches zelluläres System zu bauen, das die darwinistische Evolution durchläuft. Unsere Vorstellung davon, wie ein solches chemisches System aussehen könnte, basiert auf dem Modell einer primitiven Zelle, der so genannten Protozelle, die aus zwei Hauptkomponenten besteht: einem selbstreplizierenden genetischen Polymer und einer selbstreplizierenden Membrangrenze. Die Aufgabe des genetischen Polymers besteht darin, Informationen so zu transportieren, dass sowohl Replikation als auch Variation möglich sind, so dass neue Sequenzen, die nützliche Funktionen kodieren, vererbt werden und sich weiterentwickeln können. Die Rolle der Protozellmembran besteht darin, diese Informationspolymere lokalisiert zu halten, so dass die Funktionen, für die sie kodieren, zu einem Vorteil in Bezug auf ihre eigene Replikation oder ihr Überleben führen. Ein solches System sollte mit der Zeit und dem richtigen Umfeld beginnen, sich auf darwinistische Weise zu entwickeln, was möglicherweise zur spontanen Entstehung von genomisch kodierten Katalysatoren und Strukturmolekülen führt.
Wir hoffen, dass unsere Untersuchungen der Chemie und Physik, die hinter der Entstehung der darwinistischen Evolution stehen, zu Erklärungen für einige der universellen Eigenschaften moderner Zellen sowie zu Erklärungen dafür führen werden, wie sich moderne Zellen aus ihren einfacheren Vorfahren entwickelt haben. Während wir diese grundlegenden Fragen erforschen, halten wir auch Ausschau nach chemischen oder physikalischen Phänomenen, die in der biomedizinischen Forschung von praktischem Nutzen sein könnten.
Die derzeitigen und ehemaligen Mitglieder des Szostak-Labors gratulieren Jack zur Verleihung des Nobelpreises für Physiologie oder Medizin 2009.