Estamos interessados nos processos químicos e físicos que facilitaram a transição da evolução química para a evolução biológica na terra primitiva. Como forma de explorar esses processos, nosso laboratório está tentando construir um sistema celular sintético que passa pela evolução darwiniana. A nossa visão de como seria um sistema químico deste tipo centra-se num modelo de célula primitiva, ou protocélula, que consiste em dois componentes principais: um polímero genético auto-replicável e uma membrana auto-replicável. A função do polímero genético é transportar informação de uma forma que permita tanto a replicação como a variação, para que novas sequências que codifiquem funções úteis possam ser herdadas e possam evoluir ainda mais. O papel da membrana protocélica é manter esses polímeros informativos localizados, de modo que as funções que eles codificam levem a uma vantagem em termos de sua própria replicação ou sobrevivência. Tal sistema deveria, dado o tempo e o ambiente certo, começar a evoluir de forma darwiniana, potencialmente levando à emergência espontânea de catalisadores e moléculas estruturais genomicamente codificados.
Esperamos que nossas explorações da química e da física por trás da emergência da evolução darwiniana levem a explicações para algumas das propriedades universais das células modernas, bem como explicações de como as células modernas surgiram de seus ancestrais mais simples. Ao explorarmos estas questões fundamentais, estamos também atentos a fenómenos químicos ou físicos que possam ter utilidade prática na investigação biomédica.
Os membros actuais e anteriores do Szostak Lab felicitam Jack por ter ganho o Prémio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2009.