A ciência descobre a origem da vida: fontes de águas profundas em foco!

A ciência descobre a origem da vida: fontes de águas profundas em foco!

Dra. Martina Preiner, uma talentosa pesquisadora do Microcosm Earth Future Center Universidade de Marburgo e no Instituto Max Planck de Microbiologia Terrestre, recebeu recentemente uma bolsa científica da Human Frontiers. Este prêmio reconhece seus projetos de pesquisa inovadores sobre a origem da vida. Preiner e sua equipe se concentram no estudo de ambientes minerais porosos e seu papel no surgimento das primeiras formas de vida.

Uma preocupação importante é compreender as interações entre cofatores orgânicos e peptídeos primários encontrados em ambientes geoquimicamente moldados. Biomoléculas conhecidas como cofatores desempenham um papel essencial nas reações bioquímicas e estão presentes em todos os organismos. Em particular, estão a ser conduzidas pesquisas sobre como estas moléculas complexas não podem simplesmente surgir de ambientes inanimados. Preiner planeja construir redes de poros minerais para permitir a interação de biomoléculas e precursores de enzimas.

Métodos e objetivos de pesquisa

A equipe de pesquisa examinará uma história evolutiva abrangente do controle de reações para construir redes de reações autossustentáveis ​​em laboratório. A pesquisa é realizada sob três perspectivas: catálise em superfícies minerais, química em ambientes porosos e reconstrução de enzimas antigas. Além de Martina Preiner, a equipe também inclui Cole Mathis, da Arizona State University, e Liam M. Longo, do Earth-Life Science Institute. A candidatura foi selecionada como um dos cinco melhores grupos entre 111 inscritos.

O principal objetivo do projeto é demonstrar como um sistema de produção protoenzimática pode produzir cofatores necessários à sobrevivência das formas de vida. O Programa Human Frontier Science, que promove a colaboração internacional na investigação em ciências da vida, apoia financeiramente este projecto e é apoiado por vários países e pela UE.

Fontes hidrotermais de alto mar: uma chave para a origem da vida

Paralelamente à investigação de Preiner, uma equipa de investigação internacional descobriu que as fontes hidrotermais subaquáticas podem ser possíveis locais para a formação de protocélulas. Os cientistas simularam reações químicas que ocorrem nessas fontes de águas profundas e descobriram que a água quente mineralizada com CO2 e hidrogênio dissolvidos pode levar à formação de protocélulas nas condições certas. Colônia também descobriram que catalisadores metálicos adequados são cruciais para esses processos.

Numa experiência de laboratório, os investigadores conseguiram demonstrar que uma reação a 100 °C durante a noite converte dióxido de carbono e hidrogénio em ácido fórmico, acetatos e piruvatos. Esses produtos podem servir como matéria-prima para a formação de outras moléculas orgânicas. Até agora, era necessário o uso de enzimas como catalisadores, mas as novas descobertas podem apontar o caminho para o passado, onde reações químicas simples eram catalisadas por metais e minerais, levando eventualmente à formação de ácidos nucleicos e proteínas mais complexos.

A investigação mostra que o hidrogénio serviu como um elemento central para os primeiros processos bioquímicos e sublinha o importante papel dos sistemas hidrotérmicos na criação da vida. Os resultados dos estudos também fornecem pistas interessantes sobre a transição dos processos geoquímicos para os bioquímicos, que foram publicados na revista Nature Ecology & Evolution.

A combinação destas duas abordagens de investigação poderia abrir um novo horizonte na nossa compreensão das origens da vida na Terra. Abordagens inovadoras como as da Dra. Preiner e seus colegas são cruciais para desvendar os mecanismos complexos que levaram às primeiras formas de vida.