La domanda su come la vita sia emersa qui sulla Terra ha una risposta che, finora, ha continuato ad eludere i tentativi della scienza di scoprirla. Nonostante tutto ciò che gli scienziati hanno imparato dalla storia dei fossili e dalla storia geologica, non è ancora noto come la vita organica sia emersa da elementi inorganici, un processo noto come abiogenesi, miliardi di anni fa.
Uno degli aspetti più sfuggenti riguarda la formazione di peptidi ed enzimi, che appartengono ad una situazione analoga alla classica domanda “sull’uovo e la gallina“.
Nel tentativo di capirci qualcosa di più, un gruppo di ricercatori dello University College di Londra (UCL) ha recentemente condotto uno studio che ha dimostrato efficacemente che i peptidi si sarebbero potuti formare in condizioni analoghe a quelle presenti sulla Terra primordiale.
Lo studio che dettaglia le loro scoperte è stato recentemente pubblicato sulla rivista scientifica Nature. Il gruppo di ricerca è stato guidato dal Dr. Matthew Powner, specialista in chimica organica presso il Dipartimento di Chimica dell’UCL, e vi hanno collaborato Pierre Canavelli e Saidul Islam – entrambi ricercatori della sezione di chimica organica e biologica dell’UCL.
(Peptidesciences.com)
Powner ha spiegato, lo scopo del loro lavoro in una recente intervista a UCL News:
“I peptidi, che sono catene di amminoacidi, sono un elemento assolutamente essenziale di tutta la vita sulla Terra e formano il tessuto delle proteine, che fungono da catalizzatori per i processi biologici, ma essi stessi richiedono la presenza di enzimi per regolare la loro formazione dagli amminoacidi. Siamo di fronte al classico problema dell’uovo e della gallina: come si sono formati i primi enzimi?”
Come evidenziato nel loro studio, in passato una considerevole ricerca è stata dedicata a scoprire come i peptidi si sono formati e hanno permesso l’emergere della vita. Tuttavia, tutte le ricerche precedenti si sono concentrate sugli amminoacidi, piuttosto che sulla reattività dei loro precursori chimici, gli aminonitrili.
Mentre gli amminonitrili richiedono condizioni ben specifiche per formare amminoacidi (in genere fortemente acide o alcaline), gli amminoacidi hanno bisogno essenzialmente solo di energia per formare peptidi. I ricercatori, però, hanno trovato un modo per aggirare entrambi questi passaggi dimostrando che i peptidi potrebbero essere ottentuti direttamente da aminonitrili ricchi di energia.
Il loro metodo ha utilizzato la reattività implicita degli aminonitrili con le altre molecole che facevano parte dell’ambiente primordiale della Terra. Il processo consiste nel combinare l’idrogeno solforato con amminonitrili e un substrato chimico ferricianuro ([Fe (CN) 6] 3) in acqua, ottenendo la produzione di peptidi.
Questo esperimento ha dimostrato che gli aminonitrili sono in grado di formare legami peptidici in acqua da soli e con maggiore facilità rispetto agli amminoacidi.
Inoltre, ha dimostrato che questo potrebbe avvenire in mezzo a condizioni e sostanze chimiche generate dalle eruzioni vulcaniche che erano probabilmente presenti sulla Terra miliardi di anni fa. Di Pierre Canavelli, il primo autore dello studio: “La sintesi controllata, in risposta a stimoli ambientali o interni, è un elemento essenziale della regolazione metabolica, quindi pensiamo che la sintesi del peptide possa aver fatto parte di un ciclo naturale avvenuto nelle primissime fasi evoluzione della vita“.
“Questa è la prima volta che si è dimostrato in modo convincente che i peptidi si possono formare senza utilizzare aminoacidi, in acqua, utilizzando condizioni relativamente delicate che potrebbero essere state presenti sulla Terra primitiva“, ha aggiunto il co-autore Dr Saidul Islam.
Queste scoperte potrebbero avere implicazioni significative per lo studio dell’aliogenesi, così come per la ricerca di vita su pianeti extrasolari. Potrebbero anche essere utili nel campo della chimica sintetica poiché la formazione del legame ammidico è essenziale per la produzione di materiali sintetici, bioattivi.
Rispetto ai processi chimici convenzionali utilizzati commercialmente, questo nuovo metodo è più efficiente e molto più economico.
(Smithsonian / Peter Sawyer)
Per il futuro, il team di ricerca sta cercando di approfondire i propri studi cercando altri modi in cui dagli aminonitrili possono formarsi i peptidi. Stanno anche studiando le proprietà funzionali dei peptidi che il loro esperimento ha prodotto, nella speranza di capire meglio come avrebbero potuto aiutare a innescare la formazione della vita sulla Terra circa 4 miliardi di anni fa.
Dopo molte generazioni di tentativi (e fallimenti) di ricreare gli elementi costitutivi della vita, potrebbe essersi ora aperta una finestra verso la comprensione di questo fenomeno. Se fosse vero, la tecnologia organica potrebbe essere dietro l’angolo.
Con il tempo ne sapremo di più.
Questo articolo è stato originariamente pubblicato da Universe Today. Leggi l’articolo originale .
