Picăturile acestor molecule simple ar fi putut ajuta la declanșarea vieții pe Pământ

Pentru originea vieții pe Pământ, bălțile antice sau liniile de coastă ar fi putut avea un efect major de ondulare.

Un nou studiu arată că o clasă simplă de molecule numite alfa hidroxiacizi formează micropicături atunci când sunt uscate și reudate, așa cum ar fi putut avea loc la marginile surselor de apă. Aceste compartimente de dimensiunea celulelor pot prinde ARN-ul și se pot fuziona și destrăma – un comportament care ar fi putut încuraja moleculele neînsuflețite din supa primordială să dea naștere la viață, raportează cercetătorii pe 22 iulie Proceedings of the National Academy of Sciences.

Pe lângă faptul că oferă indicii despre cum a început viața pe planetă, lucrarea ar putea avea aplicații suplimentare atât în ​​medicină, cât și în căutarea vieții extraterestre.

Biologia actuală se bazează pe celule pentru a concentra nutrienții și a proteja informațiile genetice, așa că mulți oameni de știință cred că compartimentele ar fi putut fi importante pentru ca viața să înceapă. Dar nimeni nu știe dacă primele microincinte de pe Pământ au fost legate de celulele moderne.

„Pământul timpuriu a fost cu siguranță un loc dezordonat din punct de vedere chimic”, cu molecule nebiologice, cum ar fi alfa hidroxiacizi, având potențial roluri în apariția vieții alături de biomolecule precum ARN-ul și precursorii lor, spune biochimistul Tony Jia de la Institutul de Științe Pământului-Viață al Institutului de Tehnologie din Tokyo. .

Echipa lui Jia s-a concentrat pe amestecuri de alfa hidroxiacizi, dintre care unii sunt obișnuiți în produsele cosmetice de îngrijire a pielii. Deși nu sunt la fel de proeminenti precum aminoacizii rudelor lor chimice, alfa hidroxiacizii sunt actori plauzibili în evenimentele de origine a vieții, deoarece apar frecvent în meteoriți, precum și în experimente care imită chimia timpurie a Pământului.

În 2018, o echipă condusă de geochimiștii Kuhan Chandru de la Earth-Life Science Institute și de la Universitatea Națională din Malaezia din Bangi și H. James Cleaves, tot de la Earth-Life Science Institute, a demonstrat că, chiar dacă se usucă, acizii alfa hidroxi formează lanțuri repetate de molecule numite polimeri. În noul studiu, perechea împreună cu Jia și colegii lor au descoperit că reumidificarea polimerilor a dus la formarea de micropicături de aproximativ același diametru ca celulele roșii din sânge sau celulele obrajilor moderne.

Studiile anterioare au arătat că moleculele simple pot forma picături (SN: 15/04/17, str. 11). Noua lucrare merge mai departe, arătând „că moleculele eventual relevante din punct de vedere prebiotic pot forma picături”, spune experta în celule artificiale Dora Tang de la Institutul Max Planck de Biologie Moleculară și Genetică a Celulare din Dresda, Germania, care nu a fost implicată în lucrare.

În laborator, echipa a demonstrat că picăturile ar putea prinde și găzdui molecule esențiale vieții așa cum o cunoaștem, cum ar fi ARN-ul. Cercetătorii au observat, de asemenea, că o proteină își păstrează funcția în picături și că acizii grași s-ar putea asambla în jurul picăturilor.

Cu toate acestea, aceste descoperiri nu înseamnă că micropicăturile au fost primele celule ale Pământului sau strămoșii lor, avertizează Chandru. În schimb, el sugerează că picăturile ar fi putut contribui la reacții în sistemele biochimice emergente, înainte de originea vieții.

Deși se concentrează pe echipe studiile despre originea vieții, Jia subliniază că aceste micropicături ar putea fi proiectate pentru a furniza medicamente. Cercetătorii notează în studiul lor că pot solicita un brevet legat de lucrare în următorul an, dar nu au specificat o cerere.

Noua cercetare poate oferi, de asemenea, o lecție importantă pentru căutarea vieții extraterestre (SN: 30.4.16, str. 28). „Trebuie să ne concentrăm nu numai pe detectarea biomoleculelor moderne și a precursorilor lor, ci și a altor nonbiomolecule relevante” care, precum alfa hidroxiacizii, ar fi putut juca un rol de susținere în apariția vieții, pe Pământ sau în altă parte, spune Jia.