Nous nous intéressons aux processus chimiques et physiques qui ont facilité la transition de l’évolution chimique à l’évolution biologique sur la terre primitive. Comme moyen d’explorer ces processus, notre laboratoire tente de construire un système cellulaire synthétique qui subit une évolution darwinienne. Notre vision de ce à quoi ressemblerait un tel système chimique est centrée sur un modèle de cellule primitive, ou protocellule, qui se compose de deux éléments principaux : un polymère génétique auto-réplicatif et une membrane de délimitation auto-réplicative. Le rôle du polymère génétique est de transporter l’information de manière à permettre à la fois la réplication et la variation, afin que de nouvelles séquences codant pour des fonctions utiles puissent être héritées et évoluer. Le rôle de la membrane de la protocellule est de maintenir ces polymères informationnels localisés, de sorte que les fonctions qu’ils codent conduisent à un avantage en termes de leur propre réplication ou survie. Un tel système devrait, avec le temps et le bon environnement, commencer à évoluer de façon darwinienne, conduisant potentiellement à l’émergence spontanée de catalyseurs et de molécules structurelles codés par le génome.
Nous espérons que nos explorations de la chimie et de la physique derrière l’émergence de l’évolution darwinienne conduiront à des explications de certaines des propriétés universelles des cellules modernes, ainsi qu’à des explications de la façon dont les cellules modernes sont nées de leurs ancêtres plus simples. En explorant ces questions fondamentales, nous sommes également à l’affût de phénomènes chimiques ou physiques qui pourraient avoir une utilité pratique dans la recherche biomédicale.
Les membres actuels et anciens du laboratoire Szostak félicitent Jack pour avoir remporté le prix Nobel 2009 de physiologie ou de médecine.