Cómo surgió la vida a partir de sustancias químicas inertes hace más de 3.500 millones de años en la Tierra es una pregunta aún sin respuesta. La hipótesis del mundo del ARN asume que las biomoléculas de ARN fueron actores clave durante este tiempo, ya que transportan información genética y actúan como enzimas. Sin embargo, Un requisito para la actividad del ARN es que haya un cierto número de moléculas lo suficientemente próximas entre sí. Esto sería posible si el ARN estuviera contenido dentro de un compartimento, como microgotitas sin membrana (coacervados). Investigadores del Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética en Dresde y el Instituto Max Planck de Bioquímica en Martinsried han demostrado por primera vez que el ARN simple está activo dentro de microgotitas sin membrana, habilitando un entorno adecuado para el comienzo de la vida.

La hipótesis del mundo del ARN asume que la vida se origina a partir del ARN autorreplicante, una biomolécula que estaba presente antes de la evolución del ADN y las proteínas. Sin embargo, Los investigadores asumen que en un planeta Tierra temprano, las concentraciones de ARN y sus componentes básicos pueden haber sido demasiado diluidas para que se produjera una reacción. Por lo tanto, las moléculas de ARN dispersas necesitaban encontrar un camino entre sí para crear una reacción y comenzar la vida. Los lugares adecuados para acumular ARN podrían haber estado dentro de los compartimentos. Los compartimentos se pueden formar con una membrana como la célula o sin una membrana donde las moléculas pueden intercambiarse fácilmente con su entorno. Los compartimentos sin membrana se pueden formar mediante la separación de fases de moléculas con carga opuesta, un proceso que es similar a la separación de gotas de aceite en agua.

En su estudio, los investigadores demostraron por primera vez que el ARN es activo dentro de tales microgotitas sin membrana, apoyando una hipótesis anterior de que los coacervados actúan como protocélulas y, por tanto, podrían ser un precursor de la célula que existe en la actualidad. La capacidad de los coacervados para acumular ARN habría ayudado a superar el problema de dilución de las biomoléculas y habría ofrecido un entorno adecuado para las reacciones entre ellos. Es más, estas gotitas sin membrana permiten la transferencia libre de ARN entre las gotitas. Dr. Björn Drobot, el primer autor de este estudio, explica:"Una de las cosas realmente interesantes es que hemos demostrado que los coacervados actúan como un sistema de transferencia genética controlado, en el que los fragmentos de ARN más cortos pueden desplazarse entre las gotitas, mientras que los fragmentos más largos quedan atrapados en la microgotita de alojamiento. De este modo, estas protocélulas (coacervados) tienen la capacidad de transferir información genética entre otras protocélulas, lo que habría sido un criterio importante para comenzar la vida ".

Estos hallazgos muestran que las microgotas sin membrana son beneficiosas para una acumulación selectiva de ARN. Dra. Dora Tang, quien dirigió el proyecto señala:"Un científico ruso (Oparin) planteó la hipótesis en la década de 1920 que las gotas coacervadas podrían haber sido los primeros compartimentos en la tierra y existir antes de que evolucionaran las células con membrana. Proporcionan una forma para que las biomoléculas se concentren y creen la primera vida en la Tierra. El estudio de mi laboratorio se suma a un cuerpo de trabajo nuestro y de otros donde hay cada vez más evidencia de que los coacervados son sistemas interesantes para la compartimentación en los estudios del origen de la vida, así como en los estudios de biología moderna y biología sintética ".