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TRR 392:  Molekulare Evolution in präbiotischen Umgebungen

Fachliche Zuordnung Biologie
Chemie
Geowissenschaften
Physik
Förderung Förderung seit 2024
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 521256690
 
Wie konnten Moleküle in einer präbiotischen Umgebung eine robuste darwinistische Evolution in Gang setzen und die ersten Sequenzinformationen des Lebens hervorbringen? Dieser SFB bringt Geowissenschaften, Chemie, Biophysik, Biochemie und Theorie zusammen, um eine Lösung für diese uralte Frage zu finden. Unser Ziel ist folgende Fragen zu beantworten (i) Welche chemischen, physikalischen und geologischen Bedingungen sind erforderlich, um die molekulare Evolution der RNA auszulösen? (ii) Welches sind die primitiven Selektionsdrücke, die die Brücke von der chemischen Evolution der RNA zur darwinistischen Evolution der Sequenzen schlagen? (iii) Können wir eine neue Biotechnologie für die autonome Evolution von Molekülen entwickeln? (iv) Können unsere Experimente die Voraussetzungen für frühes Leben auf anderen Planeten definieren? Die darwinistische Evolution erfordert ein Molekül, das Träger von Informationen ist, offen für Variation und Selektion ist und eine Verbindung zur modernen Biologie aufweist. Die RNA war die erste Wahl der Biologie und der Schwerpunkt des Bereichs Origins of Life. Im Gegensatz zu den traditionellen Ansätzen einzelner Disziplinen auf diesem Gebiet werden wir die RNA-Synthese, die Oligomerisierung, die Strangtrennung und die Replikation integrieren und sie mit Aminosäuren kombinieren, um die Translation zu erreichen. Nur so ist es möglich, die chemische Evolution aufzudecken, die die RNA allen anderen möglichen Informationsmolekülen vorzieht. In Forschungsbereich A: Replikation und Selektion in Richtung Funktion werden wir neuartige Mechanismen erforschen, um den molekularen Zyklus von RNA-Replikation, Variation, Selektion und Strangtrennung zu implementieren und so die molekulare Evolution voranzutreiben. Im Forschungsbereich B: Umgebungen, die die molekulare Evolution vorantreiben, werden wir Umgebungen untersuchen, die das System ernähren, die Katalyse unterstützen und eine Kompartimentierung in Nicht-Gleichgewichtsumgebungen ermöglichen, um die Evolution voranzutreiben. Insgesamt werden wir uns auf autonome und kooperative Strategien und Methoden konzentrieren, um die molekulare Evolution mit dem langfristigen Ziel der Züchtung von Funktionen durch Evolution anzugehen. Das langfristige Ziel dieses SFB für die gesamte Dauer von zwölf Jahren ist ein zweifaches. Erstens stehen die Laborexperimente kurz davor, die ersten Schritte der autonomen molekularen Evolution zu vollziehen, aber es fehlen die kombinierten interdisziplinären Beiträge. Zweitens wird uns die Astrophysik Informationen liefern, mit denen wir in Laborexperimenten die Ursprünge des Lebens auf Exoplaneten untersuchen können. Unser SFB wird zu großen Fortschritten in unserem Verständnis darüber führen, wie molekulares Leben unter präbiotischen Bedingungen entstanden sein könnte.
DFG-Verfahren Transregios

Laufende Projekte

Antragstellende Institution Ludwig-Maximilians-Universität München
Mitantragstellende Institution Technische Universität München (TUM)
 
 

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