Siamo interessati ai processi chimici e fisici che hanno facilitato la transizione dall’evoluzione chimica a quella biologica sulla terra primitiva. Per esplorare questi processi, il nostro laboratorio sta cercando di costruire un sistema cellulare sintetico che subisce l’evoluzione darwiniana. La nostra visione di come sarebbe un tale sistema chimico si basa su un modello di una cellula primitiva, o protocellula, che consiste di due componenti principali: un polimero genetico autoreplicante e un confine di membrana autoreplicante. Il compito del polimero genetico è quello di trasportare le informazioni in modo da permettere sia la replicazione che la variazione, in modo che nuove sequenze che codificano funzioni utili possano essere ereditate e possano evolvere ulteriormente. Il ruolo della membrana della protocellula è quello di mantenere localizzati questi polimeri informazionali, in modo che le funzioni che codificano portino ad un vantaggio in termini di replicazione o sopravvivenza. Un tale sistema dovrebbe, dato il tempo e l’ambiente giusto, iniziare ad evolvere in modo darwiniano, potenzialmente portando all’emergere spontaneo di catalizzatori e molecole strutturali codificati genomicamente.
Speriamo che le nostre esplorazioni della chimica e della fisica dietro l’emergere dell’evoluzione darwiniana porteranno a spiegazioni per alcune delle proprietà universali delle cellule moderne, così come spiegazioni di come le cellule moderne siano nate dai loro antenati più semplici. Mentre esploriamo queste domande fondamentali siamo anche alla ricerca di fenomeni chimici o fisici che potrebbero avere un’utilità pratica nella ricerca biomedica.
I membri attuali e passati del Laboratorio Szostak si congratulano con Jack per aver vinto il Premio Nobel 2009 in Fisiologia o Medicina.