Emil forsker i livets oprindelse: Står på skuldrene af opdagelser om mug, stamtræer og RNA
Hvordan opstod livet på jorden? Det har forskere gennem mange år forsøgt at svare på. Adjunkt Emil Laust Kristoffersen fra iNANO leder dybt i vores egne celler efter svaret.
Emil Laust Kristoffersen samler en pipette op fra det lange arbejdsbord, som er fyldt med små glas med væsker i forskellige farver. Han drypper nogle dråber af en grøn væske ned i et lille reagensglas. Det er måske ikke lige til at se, men i laboratoriet leder han efter svar på et spørgsmål, som har optaget mange før ham:
Hvordan begyndte livet på jorden for cirka 4 milliarder år siden?
Emil Laust Kristoffersen står i laboratoriet på Interdisciplinary Nanoscience Center på Aarhus Universitet. Han forsker i livets opståen, mere specifikt i evolutionens oprindelse.
”Jeg undersøger RNAs evne til både at være et enzym og kunne kopiere sig selv. Det kan have været starten på den evolution, der udviklede sig til liv,” forklarer han.
For Emil Laust Kristoffersen er spørgsmålet om livets oprindelse et af de vigtigste, man overhovedet kan søge svar på. Det er den indstilling, der har motiveret ham til at bruge mange timer i laboratorier og med hovedet i bøger og tidligere forskningsresultater.
Og han er langt fra den første forsker, som har jagtet svaret på gåden om livets oprindelse.
Bygger på historiske opdagelser
”Takket være tidligere forskningsresultater er vi kommet et godt stykke tættere på at forstå, hvordan livet er opstået. Men vi har ikke et resultat med to streger under endnu. Min forskning kan være med til at be- eller afkræfte, teorierne om RNA som en mulig forklaring,” siger han.
Hvad er RNA?
RNA er et molekyle, der kan noget helt særligt: Det kan både bære information (ligesom DNA) og virke som en slags enzym, der sætter kemiske reaktioner i gang. Det betyder, at RNA måske kunne klare sig selv i en tidlig, simpel form for liv.
Emil Laust Kristoffersen fremhæver tre tidligere forskere og deres opdagelser, som har været afgørende for, at vi i dag ved så meget om livets oprindelse
– og som præger den måde, han selv søger svar på:
Louis Pasteur og spontan genese
Frem til midten af 1800-tallet troede man, at liv kunne opstå spontant af ingenting. F.eks. at mug og råd kunne opstå af sig selv i gammelt kød. Det kaldte man spontan genese.
Men i 1862 viste franske Louis Pasteur, med et berømt forsøg, at det ikke passer.
Han hældte bouillon i kolber med lange, bøjede halse og kogte den for at dræbe alle mikroorganismer. Fordi kolbehalsene var bøjede, kunne der godt komme luft ind, men ikke støv og bakterier. På den måde holdt bouillonen sig frisk.
Men da Louis Pasteur knækkede halsene af kolberne, kunne mikroorganismer komme ind, og så begyndte bouillonen hurtigt at rådne.
Eksperimentet viste altså, at liv ikke opstår af sig selv. Der skulle allerede være liv (f.eks. små bakterier og svampe sporer) til stede for at livet kunne bredde sig i Pasteurs suppe.
Charles Darwin og evolutionsteorien
I 1859 udgav britiske Charles Darwin bogen On the Origin of Species. Den kom til at ændre, hvordan man indtil da havde forstået livet på jorden.
I bogen fremlagde han en dengang moderne teori: At livets forskellige arter har udviklet sig gradvist fra én fælles forfader.
Hans forklaring var at naturlig selektion ledte til gradvis udvikling af arter så de tilpasser sig de miljøer de lever i. Det betyder, at de organismer, som er bedst til at tilpasse sig sine omgivelser, har størst chance for at overleve og give deres egenskaber videre til deres unger. Over tid bliver det langsomt til nye arter der fx er tilpasset to forskellige miljøer.
Dette kaldes Darwins evolution og i dag ved vi at alt fra bakterier til mennesker kan tegnes ind på et stort stamtræ over livet på jorden.
Walter Gilbert og RNA-verdenen
I 1986 foreslog den amerikanske forsker Walter Gilbert en banebrydende idé om, hvordan livet opstod: teorien om RNA-verdenen.
Gilbert mente, at før DNA og proteiner opstod, fandtes der et slags mellemstadie, hvor RNA var det centrale molekyle. RNA kunne måske kopiere sig selv og være med til at skabe andre byggesten til liv. Det var starten på evolutionen, og på det, vi i dag kender som liv.
Mere og mere forskning støtter i dag teorien, og derfor mener flere forskere, at RNA kan have spillet en nøglerolle i livets oprindelse for over 4 milliarder år siden.
Forsøger at genskabe livet i laboratoriet
Spørger man Emil Laust Kristoffersen er det Pasteurs og Darwins forskning, der i høj grad danner præmissen for hans egen forskning. Mens Gilberts RNA-verden er grundlaget for den tilgang, han har.
”Hvis livet ikke opstår hele tiden, og hvis det har udviklet sig evolutionært fra én fælles forfader, så har der muligvis været ét livets oprindelse her på jorden. Jeg leder efter de betingelser og systemer, som gjorde dette muligt, ” forklarer Emil Laust Kristoffersen.
Konkret står han og forskningskollegaerne i laboratoriet og laver eksperimenter i reagensglas og små kolber. Det er nede i de små glas, de forsøger at udvikle et system af RNA-molekyler, som kan kopiere sig selv og derved blive i stand til at udvikle sig evolutionært.
Metoden, de bruger, hedder kunstig evolution.
”Vi kan undersøge milliarder af RNA-molekyler, for at finde netop det molekyle, som kan starte evolutionen ved f.eks. at kunne have kopieret sig selv. Men metoden kan også bruges til at udvikle andre vigtige RNA-molekyler. RNA spiller en stor rolle i medicin, og der er potentiale for, at det kan blive endnu mere afgørende,” siger Emil Laust Kristoffersen.
Ikke den sidste, der leder efter svaret
I januar 2025 modtog Emil Laust Kristoffersen Villum Fondens Young Investigator bevilling. Med bevillingen får han mulighed for at etablere sin egen forskningsgruppe, som skal arbejde videre med spørgsmålet om livets oprindelse.
”Der er mange nye teknikker, som man ikke havde i gamle dage. I dag kan vi se strukturen på de RNA-molekyler, vi arbejder med. Der er også enorm udvikling inden for neurale netværk og kunstig intelligens. Måske kan AI på sigt hallucinere RNA-sekvenser frem, der kan starte evolutionen,” siger han.
Selvom vi trods mange års forskning, stadig ikke har svar på, hvordan livet opstod, så er Emil Laust Kristoffersen fortrøstningsfuld.
”Jeg tror, at vi mennesker engang vil kunne forstå, hvordan liv opstår. Og jeg tror min forskning vil hjælpe os imod den erkendelse.”
Dog er han overbevist om, at selv den dag, hvor vi har svaret, tror han ikke, at vi som mennesker vil have følelsen af at være nået i mål.
”Videnskaben har allerede fortalt os meget om livet på jorden, men den har samtidig åbnet endnu flere spørgsmål, som behøver svar.” siger han.