Un experimento ilumina a orixe da vida e apoia a existencia dun mundo de tioéster previo aos seres vivos

Unha fonte termal no Parque Nacional de Yellowstone (EE UU), posiblemente similar aos lagos da Terra primitiva / Frank Kovalchek

Como suxire o seu cristián nome de pila, o bioquímico belga Christian de Duve criado nunha familia católica, foi bautizado, educado polos xesuítas e casou pola Iglesia, pero foi perdendo a fe durante un proceso racional que culminou en 1974, cando gañou o Nobel de Medicina por descubrir os lisosomas, uns orgánulos con funcións dixestivas no interior das células. En 1991, De Duve propuxo unha hipótese sobre a orixe da vida sen necesidade de ningún Deus: o mundo de tioéster, un composto con carbono, osíxeno, hidróxeno e xofre. Nese planeta primixenio aínda sen seres vivos, os tioésteres proporcionarían a enerxía necesaria para que os elementos químicos reaccionasen formando moléculas máis complexas, como o primeiro material xenético, o ARN. O pasado mércores, seis científicos de Londres anuncian que conseguiron provocar no seu laboratorio as reaccións que poderían ocorrer naquel mundo de tioéster. É “un avance de gran calibre, quizá o máis relevante dos últimos tempos” na investigación sobre a orixe da vida, segundo Kepa Ruiz Mirazo, biofísico e filósofo da Universidade do País Vasco.

A gran explosión que deu lugar ao universo, o Big Bang, tivo lugar hai uns 13.800 millóns de anos. A Terra formouse hai uns 4.500 millóns de anos. E desde moi pronto había grandes masas de auga interaccionando cos minerais do planeta, formándose moléculas cada vez máis enrevesadas. O mesmo laboratorio de Londres, encabezado polo químico Matthew Powner, xa demostrou en 2019 que con ingredientes presentes na Terra hai uns 4.000 millóns de anos, como o ácido sulfhídrico (formado por hidróxeno e xofre) e o ferricianuro (carbono, nitróxeno e ferro), podíanse formar péptidos, unha especie de versión curta das proteínas, as moléculas encargadas das funcións esenciais da vida.

O grupo de Powner, do University College de Londres, foi agora un paso máis aló. Todos os seres vivos teñen ADN, unha molécula que funciona como un libro de cociña, coas receitas para fabricar as proteínas, como a hemoglobina do sangue, o coláxeno das cartilaxes e os anticorpos que loitan contra os patóxenos. Outra molécula, o ARN, le a información no ADN e transpórtaa ata a fábrica de proteínas, chamada ribosoma. Con esas instrucións, a factoría celular combina os 20 compoñentes das proteínas, denominados aminoácidos, e xera a requirida. O equipo de Powner logrou agora que os aminoácidos e o ARN únanse espontaneamente no seu laboratorio, en auga cun pH neutro, nin ácido nin alcalino, cunhas condicións similares ás que habería nalgúns recunchos da Terra primitiva, fhai uns 4.000 millóns de anos. Os seus resultados publícaronse na revista Nature, referente da ciencia internacional.

“A vida depende da capacidade para sintetizar proteínas: son as moléculas funcionais clave para a vida. Comprender a orixe da síntese de proteínas é fundamental para entender de onde provén a vida”, afirma Powner nun comunicado. “O noso estudo é un gran paso cara a ese obxectivo, ao mostrar como o ARN puido empezar a controlar a síntese de proteínas”, opina.

Powner naceu hai 44 anos no val inglés de Wensleydale, cuxo nome deriva de Woden’s Lei, a pradería de Woden ou Odín, un deus nórdico antes idolatrado e agora ignorado. O bioquímico Christian de Duve, pai da teoría do mundo de tioéster, reflexionou sobre os deuses aos seus 94 anos, dous antes de morrer. “A lóxica do Deus creador é unha visión antropomórfica. Se vexo un obxecto, alguén o fabricará. Vexo o universo, así que ten que haber un creador. Pero, quen creou ao Deus creador? Os teólogos responden que Deus é increado. Entón, por que se necesitaría un creador? Se admito a existencia dun creador, caio forzosamente nunha boneca rusa de creadores. O universo é increado, existe”, sentenciou nunha entrevista publicada no semanario francés Lle Point en 2011.

No novo estudo, o tioéster proporciona a enerxía necesaria para que os aminoácidos actívense e únanse ao ARN, unha molécula que ten a capacidade de autorreplicarse. A hipótese do mundo de ARN, proposta polo biólogo estadounidense Alexander Rich en 1962, expón que esta molécula versátil foi a primeira información xenética hereditaria nos primeiros seres vivos.

“O noso estudo une dúas teorías prominentes sobre a orixe da vida: o mundo de ARN, que propón que o ARN autorreplicante é fundamental, e o mundo de tioéster, que contempla os tioésteres como a fonte de enerxía das primeiras formas de vida”, argumenta Powner. O ano pasado, o seu equipo logrou sintetizar panteteína, un fragmento activo da coenzima A, involucrada en multitude de procesos metabólicos esenciais para obter enerxía. Os investigadores conseguiron a síntese no laboratorio, en auga a temperatura ambiente, a partir de cianuro de hidróxeno, probablemente moi abundante na Terra primitiva. No novo estudo, os aminoácidos reaccionan coa panteteína.

O biofísico Kepa Ruiz Mirazo aplaude o novo estudo, no que non participou. “Este equipo de investigadores non só logrou a síntese de péptidos coa participación de moléculas de ARN, de maneira análoga pero moito máis sinxela a como o fan as células vivas, senón que conseguen levalo a cabo en condicións acuosas neutras e utilizando unha forma de activación enerxética moi plausible para os primeiros pasos da vida sobre a Terra”, subliña. A xuízo de Ruiz Mirazo, “trátase dunha preciosa demostración de química prebiótica de sistemas”, o enfoque que expón que nos primeiros seres vivos combináronse tres factores: a replicación, con información heredable; o metabolismo, con reaccións para empregar a enerxía e a materia dispoñibles; e a compartimentación, cunha encapsulación que crea unha contorna protocelular. “Quedan aínda moitas pezas por resolver no inmenso quebracabezas da orixe da vida no noso planeta, pero a ciencia atopou onde colocar unha moi importante”, celebra o investigador.

FONTE: Manuel Ansede/elpais.com/ciencia