La scienza scopre l'origine della vita: le bocche delle profondità marine a fuoco!

La scienza scopre l'origine della vita: le bocche delle profondità marine a fuoco!

La dottoressa Martina Preiner, talentuosa ricercatrice presso il Microcosm Earth Future Center Università di Marburgo e presso l'Istituto Max-Planck di microbiologia terrestre ho ricevuto una borsa di studio scientifica per le frontiere umane. Diese Auszeichnung würdigt ihre innovativen Forschungsprojekte zum Ursprung des Lebens. Preiner e il suo team si concentrano sullo studio degli ambienti minerali porosi e sul loro ruolo nell'emergere delle prime forme di vita.

Una preoccupazione chiave è comprendere le interazioni tra cofattori organici e peptidi primari presenti in ambienti modellati geochimicamente. Le biomolecole note come cofattori svolgono un ruolo essenziale nelle reazioni biochimiche e sono presenti in tutti gli organismi. In particolare, si sta studiando come queste molecole complesse non possano semplicemente derivare da ambienti inanimati. Preiner prevede di costruire reti di pori minerali per consentire alle biomolecole e ai precursori degli enzimi di interagire.

Metodi e obiettivi della ricerca

Il gruppo di ricerca esaminerà una storia evolutiva completa del controllo della reazione per costruire reti di reazione autosufficienti in laboratorio. La ricerca si svolge secondo tre prospettive: catalisi su superfici minerali, chimica in ambienti porosi e ricostruzione di enzimi antichi. Oltre a Martina Preiner, del team fanno parte anche Cole Mathis dell'Arizona State University e Liam M. Longo dell'Earth-Life Science Institute. La domanda è stata selezionata come uno dei cinque migliori gruppi tra 111 presentati.

L'obiettivo principale del progetto è dimostrare come un sistema di produzione protoenzimatica possa produrre cofattori necessari alla sopravvivenza delle forme di vita. Il programma Human Frontier Science, che promuove la collaborazione internazionale nella ricerca sulle scienze della vita, sostiene finanziariamente questo progetto ed è sostenuto da diversi paesi e dall’UE.

Bocche idrotermali di acque profonde: una chiave per l'origine della vita

Parallelamente alla ricerca di Preiner, un gruppo di ricerca internazionale ha scoperto che le sorgenti idrotermali sottomarine potrebbero essere possibili luoghi per la formazione di protocellule. Gli scienziati hanno simulato le reazioni chimiche che avvengono in queste bocche delle profondità marine e hanno scoperto che l’acqua calda mineralizzata con CO2 e idrogeno disciolti può portare alla formazione di protocellule nelle giuste condizioni. Colonia hanno anche scoperto che catalizzatori metallici adatti sono cruciali per questi processi.

In un esperimento di laboratorio, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che una reazione a 100 °C durante la notte converte l'anidride carbonica e l'idrogeno in acido formico, acetati e piruvati. Questi prodotti possono servire come materiale di partenza per la formazione di altre molecole organiche. Finora l’uso degli enzimi come catalizzatore era necessario, ma le nuove scoperte possono indicare la strada verso il passato, dove semplici reazioni chimiche venivano catalizzate da metalli e minerali, portando infine alla formazione di acidi nucleici e proteine ​​più complessi.

La ricerca mostra che l’idrogeno è servito come elemento centrale per i primi processi biochimici e sottolinea l’importante ruolo dei sistemi idrotermali nella creazione della vita. I risultati degli studi forniscono anche interessanti indizi sulla transizione dai processi geochimici a quelli biochimici, che sono stati pubblicati sulla rivista Nature Ecology & Evolution.

La combinazione di questi due approcci di ricerca potrebbe aprire un nuovo orizzonte nella nostra comprensione delle origini della vita sulla Terra. Approcci innovativi come quelli della dottoressa Preiner e dei suoi colleghi sono cruciali per svelare i complessi meccanismi che alla fine hanno portato alle prime forme di vita.