Interesują nas procesy chemiczne i fizyczne, które ułatwiły przejście od ewolucji chemicznej do ewolucji biologicznej na wczesnej Ziemi. Jako sposób na zbadanie tych procesów nasze laboratorium próbuje zbudować syntetyczny system komórkowy, który przechodzi darwinowską ewolucję. Nasze wyobrażenie o tym, jak wyglądałby taki system chemiczny, koncentruje się na modelu prymitywnej komórki lub protokomórki, która składa się z dwóch głównych składników: samoreplikującego się polimeru genetycznego i samoreplikującej się błony granicznej. Zadaniem polimeru genetycznego jest przenoszenie informacji w sposób umożliwiający zarówno replikację, jak i zmienność, tak aby nowe sekwencje kodujące użyteczne funkcje mogły być dziedziczone i mogły dalej ewoluować. Rolą błony protokomórki jest utrzymanie tych polimerów informacyjnych w miejscu, tak by funkcje, które kodują, prowadziły do przewagi w zakresie ich własnej replikacji lub przetrwania. Taki system powinien, biorąc pod uwagę czas i odpowiednie środowisko, zacząć ewoluować w sposób darwinowski, potencjalnie prowadząc do spontanicznego pojawienia się genomicznie zakodowanych katalizatorów i cząsteczek strukturalnych.
Mamy nadzieję, że nasze badania chemii i fizyki stojącej za pojawieniem się ewolucji darwinowskiej doprowadzą do wyjaśnienia niektórych uniwersalnych właściwości współczesnych komórek, jak również wyjaśnienia, jak współczesne komórki powstały z ich prostszych przodków. Badając te fundamentalne pytania, poszukujemy również zjawisk chemicznych i fizycznych, które mogą mieć praktyczne zastosowanie w badaniach biomedycznych.
Obecni i byli członkowie Laboratorium Szostaka gratulują Jackowi zdobycia Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 2009 roku.