Los investigadores han identificado una posible introducción a la vida en la Tierra

A équipe de Rudgers (Université d’État of New Jersey), especialmente en el l’étude des processus metaboliques that se déroulaient sur la Terre native, a identifié un peptide à base d’azote et de nickel, d’avoir amorcé la vie En el piso. El descubrimiento de este péptido, presentado en Avances de la cienciano solo arroja luz sobre los orígenes de la vida en nuestro planeta, sino que también puede ayudar a identificar otros planetas adecuados para el surgimiento de la vida.

Los autores del estudio son parte de un grupo de investigación designado Evolución de las nanomáquinas atmosféricas y los ancestros microbianos (rompecabezas) – un proyecto que forma parte del Programa de Astrobiología de la NASA. El grupo ENIGMA busca comprender cómo evolucionaron las proteínas para convertirse en los motores esenciales de la vida en la Tierra. » Las proteínas son nanomáquinas que permiten a las células generar energía y autorreplicarse. El advenimiento de estas nanomáquinas permitió que formas de vida tempranas convirtieran la energía química del medio ambiente en energía biológica útil. Los estudiosos explican el proyecto.

Todos los seres vivos de la Tierra dependen de estas proteínas, que están en el corazón del metabolismo y catalizan reacciones biológicas básicas (fotosíntesis, respiración anaeróbica y aeróbica, etc.). Sin embargo, el origen y evolución de las proteínas en los primeros organismos microbianos sigue siendo un misterio. Los científicos acaban de hacer un gran avance en su investigación al identificar un péptido que parece ser uno de los químicos candidatos más probables que dieron origen a la vida.

Compuesto simple pero altamente activo

» Los científicos creen que hace entre 3500 y 3800 millones de años hubo un punto de inflexión, algo que inició el cambio de la química prebiótica (moléculas antes de la vida) a sistemas biológicos vivos. Creemos que este cambio fue causado por unas pocas proteínas precursoras pequeñas que llevaron a cabo pasos clave en una antigua reacción metabólica. Y creemos que hemos encontrado uno de los «péptidos líderes». », Anuncio de Vikas Nandainvestigador del Centro Rudgers de Biotecnología y Medicina Avanzadas y coautor del estudio.

Un péptido es un polímero de aminoácidos, unidos entre sí por enlaces peptídicos; La agregación de péptidos forma proteínas. El péptido en cuestión ha sido bautizado como ‘nickelback’; Su «esqueleto» consiste en átomos de nitrógeno que unen dos átomos de níquel.

Para llegar a este compuesto, los investigadores comenzaron observando las proteínas contemporáneas existentes que se sabe que están involucradas en los procesos metabólicos. Dado que estas proteínas eran demasiado complejas para aparecer en la época de la Tierra primigenia, las redujeron a su estructura básica. Así obtuvieron el péptido Nickel-Bac, compuesto por 13 aminoácidos y enlazando dos iones de níquel.

Según los investigadores, el protoquímico de la vida debe ser lo suficientemente simple como para poder ensamblarse espontáneamente en la «sopa» de prebióticos, y lo suficientemente activo químicamente como para poder extraer energía de su entorno para desencadenar un proceso bioquímico. El péptido Nickelback cumple ambos criterios.

Cuando los átomos de níquel se unen al péptido, se convierten en poderosos catalizadores: atraen protones y electrones adicionales y producen gas hidrógeno. Según los investigadores, el hidrógeno también era más abundante en el planeta Tierra primitivo y habría sido una fuente de energía esencial para el metabolismo de los primeros organismos microbianos.

Estructura similar a dos proteínas progenitoras principales

Probado en laboratorio, el péptido de níquel ha demostrado una gran estabilidad, tanto estructural como química, en un amplio rango de pH (5,5 a 10) y temperaturas (20° a 90°C). Por lo tanto, se ha demostrado que son capaces de formar grupos dinucleares de níquel-níquel para producir fuertemente hidrógeno molecular a partir de protones en una variedad de condiciones.

El equipo observa que este grupo de Ni-Fe es estructuralmente similar al grupo de Ni-Fe en hidrógeno. [NiFe] y el grupo Ni-Ni en la acetil-CoA sintasa, dos proteínas precursoras y aún existentes que se sabe que desempeñan un papel central en el metabolismo. Específicamente, los iones de hierro y níquel solubles eran más abundantes en las condiciones anóxicas que caracterizaban los océanos de la Tierra antigua.

» Este descubrimiento es importante porque, aunque existen muchas teorías sobre el origen de la vida, se han realizado muy pocos experimentos de laboratorio reales para probar estas ideas. Nanda afirma. Él y su equipo creen que tales péptidos proporcionan un «punto de partida razonable para la vida»: son lo suficientemente simples como para aparecer espontáneamente durante la etapa prebiótica en el origen de la vida, y lo suficientemente estables y activos para dar lugar a la primera etapa metabólica. Redes de reacciones.

El equipo cree que explorar el potencial catalítico del péptido de níquel y metalopéptidos similares más allá del H2 podría aclarar los orígenes del péptido para varias redes de interacción metabólica antiguas y esenciales.

Este trabajo también podría ayudar a los astrónomos a buscar signos de vida pasada, presente o emergente en otros planetas. » Péptidos como Nickelback podrían convertirse en la última firma biológica de la NASA para descubrir planetas a punto de producir vida. dijo Nanda.

fuente : Tim et al., Avances científicos