La nostra Terra preistorica, bombardato da asteroidi e fulmini, piena di gorgoglianti piscine geotermiche, potrebbe non sembrare ospitale oggi. Ma da qualche parte nel caos chimico del nostro primo pianeta, la vita si è formata. Come? Per decenni, gli scienziati hanno tentato di creare repliche in miniatura della Terra neonata in laboratorio. Là, cacciano gli ingredienti primordiali che hanno creato i mattoni essenziali per la vita.

È attraente inseguire la nostra storia di origine. Ma questa ricerca può portare più di un semplice brivido. La conoscenza di come la Terra ha costruito le sue prime cellule potrebbe informare la nostra ricerca di vita extraterrestre. Se identifichiamo gli ingredienti e l'ambiente necessari per innescare la vita spontanea, potremmo cercare condizioni simili sui pianeti del nostro universo.

Oggi, gran parte della ricerca sull'origine della vita si concentra su un elemento costitutivo specifico:l'RNA. Mentre alcuni scienziati credono che la vita si sia formata da molecole più semplici e solo successivamente si sia evoluto l'RNA, altri cercano prove per dimostrare (o confutare) che l'RNA si è formato per primo. Una molecola complessa ma versatile, L'RNA immagazzina e trasmette informazioni genetiche e aiuta a sintetizzare proteine, rendendolo un candidato capace per la spina dorsale delle prime cellule.

Per verificare questa "Ipotesi del mondo a RNA, " i ricercatori devono affrontare due sfide. Primo, hanno bisogno di identificare quali ingredienti hanno reagito per creare i quattro nucleotidi dell'RNA:adenina, guanina, citosina, e uracile (A, G, C, e tu). E, secondo, hanno bisogno di determinare come l'RNA ha immagazzinato e copiato le informazioni genetiche per replicarsi.

Finora, gli scienziati hanno compiuto progressi significativi trovando precursori di C e U. Ma A e G rimangono sfuggenti. Ora, in un articolo pubblicato su PNAS , Jack W. Szostak, Professore di Chimica e Biologia Chimica all'Università di Harvard, insieme al primo autore e studente laureato Seohyun (Chris) Kim suggeriscono che l'RNA potrebbe aver iniziato con un diverso insieme di basi nucleotidiche. Al posto della guanina, L'RNA avrebbe potuto fare affidamento su un surrogato:l'inosina.

"Il nostro studio suggerisce che le prime forme di vita (con A, tu, C, e I) potrebbe essere derivato da un diverso insieme di basi azotate rispetto a quelli trovati nella vita moderna (A, tu, C, e G), " ha detto Kim. Come sono arrivati ​​a questa conclusione lui e il suo team? Lab tenta di creare A e G, nucleotidi a base di purina, prodotto troppi prodotti collaterali indesiderati. Recentemente, però, i ricercatori hanno scoperto un modo per creare versioni di adenosina e inosina, 8-osso-adenosina e 8-osso-inosina, da materiali disponibili sulla Terra primordiale. Così, Kim ei suoi colleghi hanno deciso di indagare se l'RNA costruito con questi analoghi potesse replicarsi in modo efficiente.

Ma, i sostituti non si sono esibiti. Come una torta cotta con miele al posto dello zucchero, il prodotto finale può avere un aspetto e un sapore simili, ma non funziona altrettanto bene. La torta al miele brucia e affoga nel liquido. L'RNA dell'8-osso-purina funziona ancora, ma perde sia la velocità che la precisione necessarie per copiare se stesso. Se si replica troppo lentamente, cade a pezzi prima di completare il processo. Se fa troppi errori, non può servire come strumento fedele di propagazione ed evoluzione.

Nonostante le loro prestazioni inadeguate, le 8-oxo-purine hanno portato una sorpresa inaspettata. Come parte della prova, il team ha confrontato le capacità di 8-oxo-inosina contro un controllo, inosina. A differenza della sua controparte 8-oxo, l'inosina ha permesso all'RNA di replicarsi ad alta velocità e con pochi errori. "Si scopre che mostra tassi e fedeltà ragionevoli nelle reazioni di copiatura dell'RNA, " ha concluso il team. "Proponiamo che l'inosina potrebbe aver servito come surrogato della guanosina nella prima comparsa della vita".

La scoperta di Szostak e Kim potrebbe aiutare a convalidare l'ipotesi del mondo a RNA. In tempo, il loro lavoro potrebbe confermare il ruolo primario dell'RNA nella nostra storia di origine. O, gli scienziati potrebbero scoprire che la Terra primitiva offriva molteplici percorsi per la crescita della vita. Infine, armato di questa conoscenza, gli scienziati potrebbero identificare altri pianeti che hanno gli ingredienti essenziali e determinare se condividiamo questo universo o lo siamo, infatti, solo.