Kristallisationsnichtgleichgewichte zur Akkumulation und Polymerisation von RNA in der frühen Evolution

• Antragsteller: Professor Dr. Dieter Braun
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik ; Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Biophysik ; Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 549991943

Am Anfang der Evolution mussten einfache organische Moleküle aus einem wahrscheinlich hochkomplexen präbiotischen Pool ausgewählt und akkumuliert werden. Dies ist eine zentrale Frage, um die präbiotische Entstehung von RNA und Peptiden beim Ursprung des Lebens zu verstehen. Frühere Untersuchungen der AntragstellerInnen deuteten darauf hin, dass Nukleotide mit geringer Löslichkeit durch Kristallisation aus dem präbiotischen Pool abgeschieden werden können. Das Team des Antragstellers aus dem Partnerland hat die selektive Akkumulation präbiotischer Bausteine und ihrer Oligomere durch Thermophorese in thermischen Fallen nachgewiesen, die als Nachahmung von Gesteinsporen in einer frühen geologischen Umgebung der Erde dienen. Im Rahmen des aktuellen Antrags werden wir diese beiden Ansätze kombinieren, um zu untersuchen, welche Synergieeffekt der organischen Kristallisation in physikalischen Nichtgleichgewichts Phänomenen, welche wahrscheinlich in einer primordialen Umgebung existierten, die selektive Akkumulation der ersten Nukleinsäure- und Peptid Moleküle und ihrer Vorläufer unterstützen konnten. Die Forschung wird dazu beitragen, die faszinierendsten Fragen zum Ursprung des Lebens zu beantworten, insbesondere die Ursprünge der genetischen Kodierung oder der Homochiralität.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Kooperationspartnerin: Judit Sponer