Uma equipe de cientistas da Rutgers dedicada a identificar as origens primordiais do metabolismo – um conjunto de reações químicas fundamentais que primeiro impulsionaram a vida na Terra – identificou uma parte de uma proteína que poderia fornecer pistas aos cientistas para detectar planetas prestes a produzir vida.
A pesquisa, publicada na Science Advances, tem implicações importantes na busca por vida extraterrestre, pois fornece aos pesquisadores uma nova pista para procurar, disse Vikas Nanda, pesquisador do Centro de Biotecnologia e Medicina Avançada (CABM) da Rutgers.
Com base em estudos de laboratório, os cientistas da Rutgers afirmam que um dos candidatos químicos mais prováveis que iniciaram a vida foi um peptídeo simples com dois átomos de níquel que estão chamando de “Nickelback”, não porque tenha algo a ver com a banda de rock canadense, mas porque os átomos de nitrogênio de sua estrutura esquelética ligam dois átomos de níquel críticos. Um peptídeo é um constituinte de uma proteína composto por alguns blocos de construção elementares conhecidos como aminoácidos.
“Os cientistas acreditam que em algum momento entre 3,5 e 3,8 bilhões de anos atrás houve um ponto de virada, algo que iniciou a mudança da química pré-biótica – moléculas antes da vida – para sistemas biológicos vivos”, disse Nanda. “Acreditamos que a mudança foi iniciada por alguns pequenos precursores de proteínas que realizaram etapas-chave em uma reação metabólica antiga. E achamos que encontramos um desses ‘peptídeos pioneiros’.”
Os cientistas que conduzem o estudo fazem parte de uma equipe liderada pela Rutgers chamada Evolution of Nanomachines in Geospheres and Microbial Ancestors (ENIGMA), que faz parte do programa de Astrobiologia da NASA. Os pesquisadores buscam entender como as proteínas evoluíram para se tornar o catalisador predominante da vida na Terra.
Um produto químico instigante original, os pesquisadores argumentaram, precisaria ser simples o suficiente para se montar espontaneamente em uma sopa pré-biótica. Mas teria que ser suficientemente quimicamente ativo para ter o potencial de retirar energia do ambiente para conduzir um processo bioquímico.
Para fazer isso, os pesquisadores adotaram uma abordagem “redutiva”: começaram examinando proteínas contemporâneas existentes conhecidas por estarem associadas a processos metabólicos. Sabendo que as proteínas eram muito complexas para terem surgido cedo, eles as reduziram à sua estrutura básica.
Após sequências de experimentos, os pesquisadores concluíram que o melhor candidato era o Nickelback. O peptídeo é composto de 13 aminoácidos e se liga a dois íons de níquel.
O níquel, eles argumentaram, era um metal abundante nos oceanos primitivos. Quando ligados ao peptídeo, os átomos de níquel se tornam catalisadores potentes, atraindo prótons e elétrons adicionais e produzindo gás hidrogênio. O hidrogênio, os pesquisadores argumentaram, também era mais abundante na Terra primitiva e teria sido uma fonte crítica de energia para impulsionar o metabolismo.
“Isso é importante porque, embora haja muitas teorias sobre as origens da vida, há muito poucos testes laboratoriais dessas ideias”, disse Nanda. “Este trabalho mostra que não apenas as enzimas metabólicas de proteínas simples são possíveis, mas também que são muito estáveis e muito ativas – tornando-as um ponto de partida plausível para a vida.”
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