Los investigadores pueden haber encontrado la evidencia faltante que explica los orígenes de la vida

La cuestión de cómo surgió la vida aquí en la Tierra es un misterio que continúa eludiendo a los científicos. A pesar de todo lo que los científicos han aprendido del registro fósil y la historia geológica, todavía no se sabe cómo surgió la vida orgánica a partir de elementos inorgánicos (un proceso conocido como abiogénesis) hace miles de millones de años.

Uno de los aspectos más abrumadores del misterio tiene que ver con los péptidos y las enzimas, que caen en una situación parecida a la del 'huevo y la gallina'. Al abordar esto, un equipo de investigadores del University College London (UCL) recientemente realizó un estudio eso demostró efectivamente que los péptidos podrían haberse formado en condiciones análogas a las de la Tierra primordial.

El estudio que detalla sus hallazgos se publicó recientemente en la revista científicaNaturaleza.El equipo de investigación fue dirigido por el Dr. Matthew Powner, lector de Química Orgánica del Departamento de Química de la UCL, e incluyó a Pierre Canavelli y al Dr. Saidul Islam, ambos investigadores de la Sección de Química Orgánica y Biológica de la UCL.

La secuencia en la que los aminoácidos y los péptidos se unen para formar células orgánicas. Crédito: peptidesciences.com

Como Powner explicó el propósito de su estudio en una entrevista reciente con UCL News:

“Los péptidos, que son cadenas de aminoácidos, son un elemento absolutamente esencial de toda la vida en la Tierra. Forman el tejido de proteínas, que sirven como catalizadores para procesos biológicos, pero ellos mismos requieren enzimas para controlar su formación a partir de aminoácidos. Así que hemos tenido un problema clásico del huevo y la gallina: ¿cómo se fabricaron las primeras enzimas? '

Como indican en su estudio, una considerable investigación en el pasado se ha dedicado a descubrir cómo se formaron los péptidos por primera vez y permitieron el surgimiento de la vida. Sin embargo, toda la investigación anterior se ha centrado en los aminoácidos, más que en la reactividad de sus precursores químicos (conocidos como aminonitrilos).

Mientras que los aminonitrilos requieren condiciones severas para formar aminoácidos (típicamente fuertemente ácidos o alcalinos), los aminoácidos necesitan recargarse con energía para formar péptidos. Sin embargo, los investigadores encontraron una manera de eludir ambos pasos al demostrar que los péptidos se pueden producir directamente a partir de aminonitrilos ricos en energía.

Su método aprovechó la reactividad incorporada de los aminonitrilos con las otras moléculas que formaban parte del entorno primordial de la Tierra. El proceso consistió en combinar sulfuro de hidrógeno con aminonitrilos y el sustrato químico ferricianuro ([Fe (CN)₆]^3?) en agua, lo que produjo péptidos.

Lo que esto demostró fue que los aminonitrilos son capaces de lograr la formación de enlaces peptídicos en agua por sí mismos y con mayor facilidad que los aminoácidos. Además, mostró que esto podría ocurrir en medio de condiciones y sustancias químicas que se desgastan durante las erupciones volcánicas y que probablemente estaban presentes en la Tierra hace miles de millones de años. Dijo Pierre Canavelli, primer autor del estudio:

'La síntesis controlada, en respuesta a estímulos ambientales o internos, es un elemento esencial de la regulación metabólica, por lo que creemos que la síntesis de péptidos podría haber sido parte de un ciclo natural que tuvo lugar en la evolución muy temprana de la vida'.

'Esta es la primera vez que se ha demostrado de manera convincente que los péptidos se forman sin utilizar aminoácidos en el agua, utilizando condiciones relativamente suaves que probablemente estén disponibles en la Tierra primitiva', añadió el coautor, el Dr. Saidul Islam.

Estos hallazgos podrían tener implicaciones significativas para el estudio de la abiogénesis, así como para la búsqueda de vida en planetas extrasolares. También pueden ser útiles para el campo de la química sintética ya que la formación de enlaces amida es fundamental para la fabricación de materiales sintéticos, bioactivos. En comparación con los procesos químicos convencionales que se utilizan comercialmente, este nuevo método es más eficiente y mucho más rentable.

Impresión artística del Archean Eon en la Tierra. Crédito: Smithsonian / Peter Sawyer

De cara al futuro, el equipo de investigación busca ampliar sus estudios al encontrar otras formas en las que los aminonitrilos pueden producir péptidos. Actualmente también están investigando las propiedades funcionales de los péptidos que produjo su experimento con la esperanza de comprender mejor cómo podrían haber ayudado a desencadenar la formación de vida en la Tierra ca. Hace 4 mil millones de años.

Después de muchas generaciones de intentar (y fallar) recrear los componentes básicos de la vida, ¿podría ser que los científicos simplemente lo hayan estado haciendo al revés? ¿Y esto significa que la tecnología orgánica podría estar a la vuelta de la esquina? Sólo el tiempo dirá…

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