Come è nata la vita sulla Terra? I ricercatori di Rutgers hanno trovato tra le prime e forse uniche prove concrete che semplici catalizzatori proteici, essenziali per le cellule, gli elementi costitutivi della vita, per funzionare, potrebbe essere esistito quando la vita è iniziata.

Il loro studio di un peptide primordiale, o proteine ​​corte, è pubblicato in Giornale della Società Chimica Americana .

Tra la fine degli anni '80 e l'inizio degli anni '90, il chimico Günter Wächtershäuser postulò che la vita iniziò su rocce contenenti ferro e zolfo nell'oceano. Wächtershäuser e altri predissero che brevi peptidi avrebbero legato i metalli e sarebbero serviti come catalizzatori della chimica che produce la vita, secondo il coautore dello studio Vikas Nanda, un professore associato alla Robert Wood Johnson Medical School di Rutgers.

Il DNA umano è costituito da geni che codificano per proteine ​​lunghe da poche centinaia a poche migliaia di amminoacidi. Queste proteine ​​complesse, necessarie per far funzionare correttamente tutti gli esseri viventi, sono il risultato di miliardi di anni di evoluzione. Quando è iniziata la vita, le proteine ​​erano probabilmente molto più semplici, forse solo da 10 a 20 amminoacidi. Con la modellazione al computer, Gli scienziati di Rutgers hanno esplorato l'aspetto che potevano avere i primi peptidi e le loro possibili funzioni chimiche, secondo Nanda.

Gli scienziati hanno usato i computer per modellare un corto, proteina di 12 aminoacidi e l'ha testata in laboratorio. Questo peptide ha diverse caratteristiche impressionanti e importanti. Contiene solo due tipi di amminoacidi (piuttosto che i 20 amminoacidi stimati che sintetizzano milioni di proteine ​​diverse necessarie per funzioni corporee specifiche), è molto breve e potrebbe essere emerso spontaneamente sulla Terra primordiale nelle giuste condizioni. L'ammasso metallico al centro di questo peptide ricorda la struttura e la chimica dei minerali ferro-zolfo che erano abbondanti nei primi oceani della Terra. Il peptide può anche caricare e scaricare elettroni ripetutamente senza cadere a pezzi, secondo Nanda, un membro di facoltà residente presso il Center for Advanced Technology and Medicine.

"Le moderne proteine ​​chiamate ferredossine fanno questo, spola elettroni intorno alla cellula per promuovere il metabolismo, ", ha affermato l'autore senior, il professor Paul G. Falkowski, che guida il laboratorio di biofisica ambientale ed ecologia molecolare di Rutgers. "Un peptide primordiale come quello che abbiamo studiato potrebbe aver svolto una funzione simile nelle origini della vita".

Falkowski è il ricercatore principale di un progetto ENIGMA finanziato dalla NASA e guidato dagli scienziati di Rutgers che mira a capire come si sono evoluti i catalizzatori proteici all'inizio della vita. Nanda guida un team che caratterizzerà l'intero potenziale del peptide primordiale e continuerà a sviluppare altre molecole che potrebbero aver giocato un ruolo chiave nelle origini della vita.

Con i computer, Gli scienziati di Rutgers hanno distrutto e sezionato quasi 10, 000 proteine ​​e individuato quattro "Lego della vita, strutture chimiche fondamentali che possono essere impilate per formare le innumerevoli proteine ​​all'interno di tutti gli organismi. Il piccolo peptide primordiale può essere un precursore dei Lego più lunghi della vita, e gli scienziati possono ora eseguire esperimenti su come tali peptidi potrebbero aver funzionato nella chimica dei primi anni di vita.