Por Norifumi Miyokawa
publicado n/a Universidad de Hiroshima
En última instancia, el elo perdido no es un fósil aún desconocido. Es un glóbulo minúsculo autorreplicante llamado gotita de coacervado, desarrollado por dos investigadores en Japón para representar la evolución de la química para la biología.
Publicarán sus resultados el 24 de septiembre na Naturaleza Comunicación.
«La evolución química se propuso por primera vez en la década de 1920 como la idea de que la vida surgió por primera vez con la formación de macromoléculas a partir de moléculas pequeñas y simples, y que estas macromoléculas formarían ensamblajes moleculares que podrían proliferar», dijo el autor Muneyuki Matsuo, profesor asistente de química, primero dicho. en la Faculdade de Pós-Graduação em Ciências Integradas para a Vida de la Universidad de Hiroshima. “Desde entonces, se han realizado muchos estudios para verificar experimentalmente la hipótesis del mundo del ARN, donde solo existía material genético autorreplicante antes de la evolución del ADN y las proteínas. Sin embargo, el origen de dos ensamblajes moleculares que proliferaron a partir de moléculas pequeñas ha permanecido como un misterio durante casi un siglo desde el advenimiento de la etapa evolutiva química.
Matsuo se asoció con Kensuke Kurihara, investigador de KYOCERA Corporation, para responder a la antigua pregunta: ¿cómo llegaron a la vida las sustancias químicas de formación libre en la Tierra primitiva? Como muchos investigadores, primero pensaron que era el medio ambiente: los ingredientes se formaron bajo alta presión y temperatura, luego se enfriaron en condiciones más favorables para la vida. O el problema era la propagación.
«La proliferación requiere la producción espontánea de polímeros y el autoensamblaje en las mismas condiciones», dice Matsuo.
Proyectaron y sintetizaron un nuevo monómero prebiótico a partir de derivados de aminoácidos como precursor del autoensamblaje de células primitivas. Cuando se agregan al agua a temperatura ambiente y presión atmosférica, los derivados de aminoácidos se condensan y se organizan en péptidos, que luego forman gotas espontáneamente. Las gotas aumentarán en tamaño y número cuando se alimentan con más aminoácidos. Los investigadores también descubrieron que las gotas podrían concentrar ácidos nucleicos, material genético, y tener una mayor probabilidad de sobrevivir a los estímulos externos si exhibían esta función.
«Una protocélula basada en gotas podría servir como puente entre la ‘química’ y la ‘biología’ durante el origen de la vida», dijo Matsuo. «Este estudio puede servir para explicar la aparición de los dos primeros organismos vivos en la Tierra primitiva».
Los investigadores planean continuar estudiando el proceso evolutivo de dos derivados de aminoácidos en las primeras células vivas, además de mejorar su plataforma para verificar y estudiar el origen de la vida y la evolución en curso.
“Para construir gotitas de péptidos que proliferan al alimentarse con nuevos derivados de aminoácidos, desentrañamos experimentalmente el antiguo misterio de cómo los ancestros prebióticos pudieron proliferar y sobrevivir al concentrar selectivamente los productos químicos prebióticos”, dijo Matsuo. «En lugar de un mundo de ARN, encontramos que el ‘mundo de las gotas’ puede ser una descripción más precisa, ya que nuestros resultados sugieren que las gotas se convertirán en agregados moleculares evolutivos, uno de los dos que se ha convertido en nuestro ancestro común».