Yhdysvaltojen ja Etelä-Afrikan tutkijat ovat osoittaneet, että lyhyet RNA-nukleotidiketjut voivat spontaanisti yhdistyä toistensa kanssa muodostaen suuria molekyylejä. Tämä kyky on välttämätön sellaisten yhdisteiden esiintymiselle primaariliemessä, joilla on entsymaattista aktiivisuutta ja jotka tallentavat geneettistä tietoa. Tutkijoiden artikkeli julkaistiin Royal Society Open Science -lehdessä.
RNA-maailman hypoteesin mukaan elävien solujen edeltäjät olivat entsyymimolekyylejä (ribotsyymejä), jotka kykenevät kopioimaan itsensä (replikoitumaan). On tunnettua, että sellaiset yhdisteet ovat suuria ja monimutkaisia. Niiden piti muodostaa pienemmistä molekyyleistä ligaatiomenetelmän avulla, jossa kaksi nukleotidiketjua on kytketty päihin. Tällaisen reaktion suorittaa kuitenkin erillinen entsyymiryhmä (ligaasit), joten RNA-maailma olisi mahdoton ilman läsnäolo ribotsyymejä, jotka tarjoavat oman ligaation.
Tutkijat käyttivät tutkimuksen kohteena monimutkaista ribotsyymi-RNA-polymeraasia R18. Tällä suurella molekyylillä on kaksi aktiivista kohtaa. Yksi niistä suorittaa polymeraasiaktiivisuutta, eli syntetisoi RNA-molekyylin nukleotideistä, toinen on ligaasin ydin. Asiantuntijat poistivat ribosyymistä erilaisia fragmentteja, jolloin saatiin sarja pieniä ketjuja, joilla kaikilla oli ligaatiokeskus. Viimeksi mainitut samoin kuin täydellinen R18-polymeraasi sijoitettiin ympäristöön, joka sisälsi muita pieniä RNA-molekyylejä (substraatteja).
Tutkijat ovat arvioineet molekyylien kyvyn itseliitoa. R18 osoitti erittäin heikkoa aktiivisuutta, mutta pienin juoste (R18-T4) kiinnitti itseensä monenlaisia RNA-molekyylejä. Ketjun pituuden kasvaessa ligaasin aktiivisuus laski ja molekyyli pystyi sitoutumaan vain tiettyihin substraatteihin. Asiantuntijoiden mukaan ribotsyymit saavat näin elävissä soluissa olevien entsyymien ominaispiirteet.
Tutkimuksen tulokset osoittivat, että RNA-maailman varhaisissa vaiheissa suuria molekyylejä ilmestyi fuusioimalla ligaaseja erilaisilla pienillä ribonukleiiniketjuilla. Alun perin sellaiset yhdisteet eivät pystyneet tehokkaasti suorittamaan entsymaattisia toimintoja, kuten itsekopioivia, mutta niillä oli jo spesifisyyttä tietyille substraateille. Niiden replikaatiokyky on lisääntynyt molekyylin evoluution aikana.