La ciencia descubre el origen de la vida: ¡los respiraderos de las profundidades marinas en foco!

La ciencia descubre el origen de la vida: ¡los respiraderos de las profundidades marinas en foco!

Dra. Martina Preiner, una talentosa investigadora del Microcosmos Earth Future Center Universidad de Marburgo y en el Instituto Max Planck de Microbiología Terrestre, recibió recientemente una Beca Científica de Fronteras Humanas. Este premio reconoce sus proyectos de investigación innovadores sobre el origen de la vida. Preiner y su equipo se centran en estudiar los entornos minerales porosos y su papel en el surgimiento de las primeras formas de vida.

Una preocupación clave es comprender las interacciones entre los cofactores orgánicos y los péptidos primarios que se encuentran en entornos con formas geoquímicas. Las biomoléculas conocidas como cofactores desempeñan un papel esencial en las reacciones bioquímicas y están presentes en todos los organismos. En particular, se están investigando cómo estas moléculas complejas no pueden surgir simplemente de entornos inanimados. Preiner planea construir redes de poros minerales para permitir que interactúen biomoléculas y precursores de enzimas.

Métodos y objetivos de la investigación.

El equipo de investigación examinará una historia evolutiva completa del control de reacciones para construir redes de reacción autosostenidas en el laboratorio. La investigación se desarrolla desde tres perspectivas: catálisis sobre superficies minerales, química en ambientes porosos y reconstrucción de enzimas antiguas. Además de Martina Preiner, el equipo también incluye a Cole Mathis de la Universidad Estatal de Arizona y Liam M. Longo del Earth-Life Science Institute. La solicitud fue seleccionada como uno de los cinco mejores grupos de 111 presentados.

El objetivo principal del proyecto es demostrar cómo un sistema de producción protoenzimática puede producir cofactores necesarios para la supervivencia de formas de vida. El Programa Científico de la Frontera Humana, que promueve la colaboración internacional en la investigación de ciencias biológicas, apoya financieramente este proyecto y cuenta con el apoyo de varios países y la UE.

Respiraderos hidrotermales de aguas profundas: una clave para el origen de la vida

Paralelamente a la investigación de Preiner, un equipo de investigación internacional ha descubierto que las fuentes hidrotermales submarinas podrían ser posibles lugares para la formación de protocélulas. Los científicos simularon reacciones químicas que tienen lugar en estos respiraderos de aguas profundas y descubrieron que el agua caliente mineralizada con CO2 e hidrógeno disueltos puede conducir a la formación de protocélulas en las condiciones adecuadas. Colonia También descubrió que los catalizadores metálicos adecuados son cruciales para estos procesos.

En un experimento de laboratorio, los investigadores pudieron demostrar que una reacción a 100 °C durante la noche convierte el dióxido de carbono y el hidrógeno en ácido fórmico, acetatos y piruvatos. Estos productos pueden servir como material de partida para la formación de otras moléculas orgánicas. Hasta ahora, el uso de enzimas como catalizador era necesario, pero los nuevos hallazgos pueden señalar el camino hacia el pasado, donde reacciones químicas simples eran catalizadas por metales y minerales, lo que eventualmente conducía a la formación de proteínas y ácidos nucleicos más complejos.

La investigación muestra que el hidrógeno sirvió como componente central de los primeros procesos bioquímicos y subraya el importante papel de los sistemas hidrotermales en la creación de vida. Los resultados de los estudios también proporcionan pistas interesantes sobre la transición de los procesos geoquímicos a los bioquímicos, que se publicaron en la revista Nature Ecology & Evolution.

La combinación de estos dos enfoques de investigación podría abrir un nuevo horizonte en nuestra comprensión de los orígenes de la vida en la Tierra. Los enfoques innovadores como los de la Dra. Preiner y sus colegas son cruciales para desentrañar los complejos mecanismos que finalmente condujeron a las primeras formas de vida.