Estamos interesados en los procesos químicos y físicos que facilitaron la transición de la evolución química a la evolución biológica en la Tierra primitiva. Como forma de explorar estos procesos, nuestro laboratorio está tratando de construir un sistema celular sintético que se somete a la evolución darwiniana. Nuestra visión de cómo sería ese sistema químico se centra en un modelo de célula primitiva, o protocélula, que consta de dos componentes principales: un polímero genético autorreplicante y un límite de membrana autorreplicante. La función del polímero genético es transportar la información de forma que permita tanto la replicación como la variación, de modo que las nuevas secuencias que codifican funciones útiles puedan heredarse y seguir evolucionando. El papel de la membrana de la protocélula es mantener localizados estos polímeros informativos, de modo que las funciones que codifican supongan una ventaja en cuanto a su propia replicación o supervivencia. Este sistema debería, con el tiempo y el entorno adecuado, empezar a evolucionar de forma darwiniana, lo que podría conducir a la aparición espontánea de catalizadores y moléculas estructurales codificadas genómicamente.
Esperamos que nuestras exploraciones de la química y la física que hay detrás de la aparición de la evolución darwiniana nos lleven a explicar algunas de las propiedades universales de las células modernas, así como a explicar cómo surgieron las células modernas a partir de sus antepasados más simples. Mientras exploramos estas cuestiones fundamentales, también estamos a la búsqueda de fenómenos químicos o físicos que puedan tener una utilidad práctica en la investigación biomédica.
Los miembros actuales y pasados del Laboratorio Szostak felicitan a Jack por haber ganado el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2009.