Il cianuro e il monossido di carbonio sono entrambi veleni mortali per l'uomo, ma composti contenenti ferro, cianuro, e il monossido di carbonio scoperto in meteoriti ricchi di carbonio da un team di scienziati della Boise State University e della NASA potrebbe aver contribuito ad alimentare la vita sulla Terra primordiale. I composti extraterrestri trovati nei meteoriti assomigliano al sito attivo delle idrogenasi, che sono enzimi che forniscono energia ai batteri e agli archei abbattendo il gas idrogeno (H2). I loro risultati suggeriscono che questi composti erano presenti anche sulla Terra primitiva, prima che la vita iniziasse, durante un periodo in cui la Terra era costantemente bombardata da meteoriti e l'atmosfera era probabilmente più ricca di idrogeno.

"Quando la maggior parte delle persone pensa al cianuro, pensano ai film di spionaggio:un ragazzo che ingoia una pillola, schiumando alla bocca e morendo, ma il cianuro era probabilmente un composto essenziale per costruire le molecole necessarie alla vita, " ha spiegato la dottoressa Karen Smith, ricercatore senior presso la Boise State University, Boise, Idaho. Cianuro, un atomo di carbonio legato a un atomo di azoto, è ritenuto cruciale per l'origine della vita, poiché è coinvolto nella sintesi non biologica di composti organici come amminoacidi e basi azotate, che sono gli elementi costitutivi delle proteine ​​e degli acidi nucleici utilizzati da tutte le forme di vita conosciute.

Smith è l'autore principale di un articolo su questa ricerca pubblicato il 25 giugno su Nature Communications. Fabbro, insieme all'assistente professore di Boise State Mike Callahan, un coautore sulla carta, ha sviluppato nuovi metodi analitici per estrarre e misurare antiche tracce di cianuro nei meteoriti. Hanno scoperto che i meteoriti contenenti cianuro appartengono a un gruppo di meteoriti ricchi di carbonio chiamati condriti CM. Altri tipi di meteoriti testati, compreso un meteorite marziano, non conteneva cianuro.

"I dati raccolti dalla navicella spaziale OSIRIS-REx della NASA dell'asteroide Bennu indicano che è correlato alle condriti CM, " ha detto il coautore Jason Dworkin del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "OSIRIS-REx consegnerà un campione da Bennu per studiare sulla Terra nel 2023. Cercheremo proprio questi composti per cercare di collegare Bennu a meteoriti noti e per capire la potenziale consegna di composti prebiotici come il cianuro, che potrebbe aver aiutato a iniziare la vita sulla Terra primordiale o su altri corpi del sistema solare".

Il cianuro è già stato trovato nei meteoriti. Però, nel nuovo lavoro, Smith e Callahan furono sorpresi di scoprire che il cianuro, insieme al monossido di carbonio (CO), si legavano al ferro per formare composti stabili nei meteoriti. Hanno identificato due diversi complessi ciano-carbonilici di ferro nei meteoriti utilizzando la cromatografia liquida-spettrometria di massa ad alta risoluzione. "Una delle osservazioni più interessanti del nostro studio è che questi complessi di ferro ciano-carbonile assomigliano a porzioni dei siti attivi delle idrogenasi, che hanno una struttura ben distinta, " ha detto Callahan.

Le idrogenasi sono presenti in quasi tutti i batteri e gli archaea moderni e sono ampiamente ritenute di origine antica. Le idrogenasi sono grandi proteine, ma il sito attivo, la regione in cui avvengono le reazioni chimiche, sembra essere un composto metallo-organico molto più piccolo contenuto all'interno della proteina, secondo Callahan. È questo composto che ricorda i composti contenenti cianuro che il team ha scoperto nei meteoriti.

Un mistero duraturo sull'origine della vita è come la biologia possa aver avuto origine da processi chimici non biologici. Le somiglianze tra i siti attivi negli enzimi idrogenasi e i composti di cianuro che il team ha trovato nei meteoriti suggerisce che i processi non biologici negli asteroidi genitori dei meteoriti e sulla Terra antica potrebbero aver reso molecole utili alla vita emergente.

"Il cianuro e il monossido di carbonio attaccati a un metallo sono insoliti e rari negli enzimi. Le idrogenasi sono l'eccezione. Quando si confronta la struttura di questi complessi di ferro ciano-carbonile nei meteoriti con questi siti attivi nelle idrogenasi, ti viene da chiederti se ci fosse un legame tra i due, Smith ha aggiunto. "È possibile che i complessi ciano-carbonilici di ferro possano essere stati un precursore di questi siti attivi e successivamente incorporati nelle proteine ​​miliardi di anni fa. Questi complessi probabilmente hanno agito come fonti di cianuro anche sulla Terra primitiva".