Credito:CC0 di pubblico dominio
I chimici della Purdue University hanno scoperto un meccanismo per cui le reazioni di formazione dei peptidi si verificano nell'acqua, qualcosa che ha lasciato perplessi gli scienziati per decenni.
"Questa è essenzialmente la chimica dietro l'origine della vita", ha detto Graham Cooks, il distinto professore di chimica analitica di Henry Bohn Hass al Purdue's College of Science. "Questa è la prima dimostrazione che le molecole primordiali, semplici aminoacidi, formano spontaneamente peptidi, gli elementi costitutivi della vita, in goccioline di acqua pura. Questa è una scoperta drammatica".
Questa chimica a base d'acqua, che porta alle proteine e quindi alla vita sulla Terra, potrebbe anche portare a uno sviluppo più rapido di farmaci per curare le malattie più debilitanti dell'umanità. La scoperta del team è stata pubblicata sulla rivistaProceedings of the National Academy of Sciences .
Per decenni gli scienziati hanno teorizzato che la vita sulla Terra sia iniziata negli oceani. La chimica, tuttavia, è rimasta un enigma. Gli aminoacidi grezzi, qualcosa che i meteoriti consegnano quotidianamente alla Terra primordiale, possono reagire e legarsi insieme per formare peptidi, i mattoni delle proteine e, infine, la vita. Stranamente, il processo richiede la perdita di una molecola d'acqua, cosa che sembra altamente improbabile in un ambiente umido, acquoso o oceanico. Perché la vita si formasse, aveva bisogno di acqua. Ma aveva anche bisogno di spazio lontano dall'acqua.
Cooks, un esperto di spettrometria di massa e della prima chimica della Terra, e il suo team hanno scoperto la risposta all'enigma:"L'acqua non è bagnata dappertutto". Ai margini, dove la goccia d'acqua incontra l'atmosfera, possono verificarsi reazioni incredibilmente rapide, trasformando gli aminoacidi abiotici nei mattoni della vita. I luoghi in cui gli spruzzi del mare vola nell'aria e le onde martellano la terra, o dove l'acqua dolce sgorga lungo un pendio, erano paesaggi fertili per la potenziale evoluzione della vita.
I chimici hanno trascorso più di 10 anni utilizzando spettrometri di massa per studiare le reazioni chimiche nelle goccioline contenenti acqua.
"I tassi di reazione nelle goccioline sono da cento a un milione di volte più veloci delle stesse sostanze chimiche che reagiscono in soluzione sfusa", ha affermato Cooks.
Le velocità di queste reazioni rendono superflui i catalizzatori, accelerando le reazioni e, nel caso della prima chimica della Terra, rendendo possibile l'evoluzione della vita. Capire come funziona questo processo è stato l'obiettivo di decenni di ricerca scientifica. Il segreto di come è nata la vita sulla Terra può aiutare gli scienziati a capire perché è successo e informare la ricerca della vita su altri pianeti, o persino lune.
Capire come gli amminoacidi si sono formati da soli nelle proteine e, infine, nelle forme di vita rivoluziona la comprensione degli scienziati della sintesi chimica. Quella stessa chimica potrebbe ora aiutare i chimici di sintesi ad accelerare le reazioni critiche per la scoperta e lo sviluppo di nuovi farmaci e trattamenti terapeutici per le malattie.
"Se cammini di notte in un campus accademico, gli edifici con le luci accese sono il luogo in cui lavorano i chimici sintetici", ha detto Cooks. "I loro esperimenti sono così lenti che funzionano per giorni o settimane alla volta. Questo non è necessario e, utilizzando la chimica delle goccioline, abbiamo costruito un apparato, che viene ora utilizzato alla Purdue, per accelerare la sintesi di nuove sostanze chimiche e potenziali nuovi farmaci". + Esplora ulteriormente
