Un esperimento getta luce sull'origine della vita e supporta l'ipotesi dell'esistenza di un "mondo tioestere" precedente agli esseri viventi.

Come suggerisce il suo nome di battesimo, il biochimico belga Christian de Duve è cresciuto in una famiglia cattolica, è stato battezzato, ha studiato presso i Gesuiti e si è sposato in chiesa, ma ha gradualmente perso la fede durante un processo razionale che ha culminato nel 1974, quando ha vinto il Premio Nobel per la Medicina per la scoperta dei lisosomi, organelli con funzioni digestive all'interno delle cellule. Nel 1991, de Duve ha proposto un'ipotesi sull'origine della vita senza bisogno di un Dio: " il mondo dei tioesteri ", un composto di carbonio, ossigeno, idrogeno e zolfo. Su quel pianeta primordiale, ancora privo di esseri viventi, i tioesteri avrebbero fornito l'energia necessaria agli elementi chimici per reagire e formare molecole più complesse, come il primo materiale genetico, l'RNA. Questo mercoledì, sei scienziati londinesi hanno annunciato di essere riusciti a innescare in laboratorio le reazioni che avrebbero potuto verificarsi su quel mondo dei tioesteri. Si tratta di “una svolta importante, forse la più significativa degli ultimi tempi” nella ricerca sull’origine della vita, secondo Kepa Ruiz Mirazo , biofisico e filosofo dell’Università dei Paesi Baschi.

Il Big Bang , la grande esplosione che ha dato origine all'universo, è avvenuto circa 13,8 miliardi di anni fa. La Terra si è formata circa 4,5 miliardi di anni fa. E molto presto , grandi masse d'acqua interagivano con i minerali del pianeta, formando molecole sempre più complesse. Lo stesso laboratorio londinese, guidato dal chimico Matthew Powner , aveva già dimostrato nel 2019 che con ingredienti presenti sulla Terra circa 4 miliardi di anni fa, come l'idrogeno solforato (composto da idrogeno e zolfo) e il ferricianuro (carbonio, azoto e ferro), si potevano formare peptidi, una sorta di versione abbreviata delle proteine, le molecole responsabili delle funzioni essenziali della vita.

Il gruppo di Powner presso l'University College di Londra ha ora fatto un ulteriore passo avanti. Tutti gli esseri viventi hanno il DNA, una molecola che funziona come un libro di ricette, contenente ricette per la produzione di proteine, come l'emoglobina nel sangue, il collagene nella cartilagine e gli anticorpi che combattono i patogeni. Un'altra molecola, l'RNA, legge le informazioni nel DNA e le trasporta alla fabbrica di proteine, chiamata ribosoma. Con queste istruzioni, la fabbrica cellulare combina i 20 componenti proteici, chiamati amminoacidi, e genera la proteina richiesta. Il team di Powner è ora riuscito a far sì che gli amminoacidi e l'RNA si legassero spontaneamente in laboratorio, in acqua a pH neutro, né acido né alcalino, in condizioni simili a quelle riscontrate in alcuni angoli della Terra primitiva, circa 4 miliardi di anni fa. I loro risultati sono stati pubblicati questo mercoledì sulla rivista Nature , una delle principali riviste scientifiche internazionali.

"La vita dipende dalla capacità di sintetizzare le proteine: sono le molecole funzionali chiave per la vita. Comprendere l'origine della sintesi proteica è fondamentale per capire da dove proviene la vita", ha affermato Powner in una nota. "Il nostro studio rappresenta un passo importante verso questo obiettivo, dimostrando come l'RNA potrebbe aver iniziato a controllare la sintesi proteica".

Powner nacque 44 anni fa nella valle inglese di Wensleydale, il cui nome deriva da Woden's Ley , o prato di Odino, una divinità norrena un tempo idolatrata e ora ignorata. Il biochimico Christian de Duve, padre della teoria del mondo tioestere, rifletteva sugli dei all'età di 94 anni, due anni prima della sua morte. "La logica del Dio creatore è una visione antropomorfica. Se vedo un oggetto, qualcuno deve averlo creato. Vedo l'universo, quindi deve esserci un creatore. Ma chi ha creato il Dio creatore? I teologi rispondono che Dio è increato. Allora perché sarebbe necessario un creatore? Se ammetto l'esistenza di un creatore, cado inevitabilmente in una matrioska di creatori. L'universo è increato, esiste", dichiarò in un'intervista pubblicata sul settimanale francese Le Point nel 2011.

Nel nuovo studio, il tioestere fornisce l'energia necessaria agli amminoacidi per attivarsi e legarsi all'RNA, una molecola capace di autoreplicarsi. L'ipotesi del mondo a RNA , proposta dal biologo americano Alexander Rich nel 1962, postula che questa versatile molecola sia stata la prima informazione genetica ereditaria nei primi organismi viventi.

"Il nostro studio unisce due importanti teorie sull'origine della vita: il mondo a RNA, che propone l'RNA autoreplicante come fondamentale, e il mondo dei tioesteri, che vede i tioesteri come la fonte di energia per le prime forme di vita", sostiene Powner. L'anno scorso, il suo team è riuscito a sintetizzare la panteteina , un frammento attivo del coenzima A, coinvolto in una moltitudine di processi metabolici essenziali per l'ottenimento di energia. I ricercatori hanno ottenuto la sintesi in laboratorio, in acqua a temperatura ambiente, a partire da acido cianidrico, probabilmente molto abbondante sulla Terra primordiale. Nel nuovo studio, gli amminoacidi reagiscono con la panteteina.

Il biofisico Kepa Ruiz Mirazo applaude il nuovo studio, a cui non ha partecipato. "Questo team di ricercatori non solo ha ottenuto la sintesi peptidica con la partecipazione di molecole di RNA, in modo analogo ma molto più semplice di quello delle cellule viventi, ma è anche riuscito a farlo in condizioni acquose neutre e utilizzando una forma di attivazione energetica altamente plausibile per i primi passi della vita sulla Terra", sottolinea. Secondo Ruiz Mirazo, "questa è una splendida dimostrazione della chimica dei sistemi prebiotici ", l'approccio che postula la combinazione di tre fattori nei primi esseri viventi: la replicazione, con informazioni ereditarie; il metabolismo, con reazioni per utilizzare energia e materia disponibili; e la compartimentazione , con incapsulamento che crea un ambiente protocellulare. "Ci sono ancora molti pezzi da risolvere nell'immenso puzzle dell'origine della vita sul nostro pianeta, ma la scienza ha trovato un posto molto importante in cui incastrarsi", celebra il ricercatore.