Vi är intresserade av de kemiska och fysikaliska processer som underlättade övergången från kemisk evolution till biologisk evolution på den tidiga jorden. Som ett sätt att utforska dessa processer försöker vårt laboratorium bygga ett syntetiskt cellulärt system som genomgår darwinistisk evolution. Vår syn på hur ett sådant kemiskt system skulle se ut är centrerad kring en modell av en primitiv cell, eller protocell, som består av två huvudkomponenter: en självreplikerande genetisk polymer och en självreplikerande membrangräns. Den genetiska polymerens uppgift är att bära information på ett sätt som möjliggör både replikation och variation, så att nya sekvenser som kodar för användbara funktioner kan ärvas och vidareutvecklas. Protocellmembranets uppgift är att hålla dessa informationspolymerer lokaliserade, så att de funktioner som de kodar för leder till en fördel när det gäller deras egen replikation eller överlevnad. Ett sådant system bör, givet tid och rätt miljö, börja utvecklas på ett darwinistiskt sätt, vilket potentiellt kan leda till spontan uppkomst av genomiskt kodade katalysatorer och strukturella molekyler.
Vi hoppas att våra utforskningar av kemin och fysiken bakom uppkomsten av darwinistisk evolution kommer att leda till förklaringar till några av de universella egenskaperna hos moderna celler, liksom till förklaringar till hur moderna celler uppstod från sina enklare förfäder. När vi utforskar dessa grundläggande frågor är vi också på jakt efter kemiska eller fysikaliska fenomen som kan ha praktisk nytta inom biomedicinsk forskning.
De nuvarande och tidigare medlemmarna av Szostak Lab gratulerar Jack till Nobelpriset i fysiologi eller medicin 2009.