Știința descoperă originea vieții: gurile de adâncime în foc!

Știința descoperă originea vieții: gurile de adâncime în foc!

Dr. Martina Preiner, un cercetător talentat la Microcosm Earth Future Center Universitatea din Marburg și la Institutul Max Planck pentru Microbiologie Terestră, a primit recent un Grant pentru Știința Frontierelor Umane. Acest premiu recunoaște proiectele lor inovatoare de cercetare privind originea vieții. Preiner și echipa ei se concentrează pe studierea mediilor minerale poroase și a rolului lor în apariția primelor forme de viață.

O preocupare cheie este înțelegerea interacțiunilor dintre cofactorii organici și peptidele primare găsite în medii cu formă geochimică. Biomoleculele cunoscute sub numele de cofactori joacă un rol esențial în reacțiile biochimice și sunt prezente în toate organismele. În special, se efectuează cercetări asupra modului în care aceste molecule complexe nu pot apărea pur și simplu din medii neînsuflețite. Preiner intenționează să construiască rețele de pori minerali pentru a permite biomoleculelor și precursorilor de enzime să interacționeze.

Metode și obiective de cercetare

Echipa de cercetare va examina o istorie evolutivă cuprinzătoare a controlului reacțiilor pentru a construi rețele de reacție auto-susținute în laborator. Cercetarea se desfășoară din trei perspective: cataliză pe suprafețe minerale, chimie în medii poroase și reconstrucția enzimelor antice. Pe lângă Martina Preiner, echipa mai include și Cole Mathis de la Arizona State University și Liam M. Longo de la Earth-Life Science Institute. Aplicația a fost selectată ca unul dintre cele mai bune cinci grupuri din 111 depuse.

Scopul principal al proiectului este de a demonstra modul în care un sistem de producție protoenzimatică poate produce cofactori necesari supraviețuirii formelor de viață. Programul Human Frontier Science, care promovează colaborarea internațională în cercetarea în științele vieții, sprijină financiar acest proiect și este susținut de mai multe țări și de UE.

Gurile hidrotermale de adâncime: o cheie pentru originea vieții

În paralel cu cercetările lui Preiner, o echipă internațională de cercetare a descoperit că gurile hidrotermale subacvatice ar putea fi locuri posibile pentru formarea de protocelule. Oamenii de știință au simulat reacții chimice care au loc la aceste orificii de aer adânci și au descoperit că apa fierbinte mineralizată cu CO2 dizolvat și hidrogen poate duce la formarea de protocelule în condițiile potrivite. Köln de asemenea, a constatat că catalizatorii metalici adecvați sunt cruciali pentru aceste procese.

Într-un experiment de laborator, cercetătorii au reușit să arate că o reacție la 100 °C peste noapte transformă dioxidul de carbon și hidrogenul în acid formic, acetați și piruvați. Aceste produse pot servi ca materie primă pentru formarea altor molecule organice. Până acum, utilizarea enzimelor ca catalizator era necesară, dar noile descoperiri pot indica calea către trecut, unde reacțiile chimice simple au fost catalizate de metale și minerale, ducând în cele din urmă la formarea de acizi nucleici și proteine ​​mai complexe.

Cercetarea arată că hidrogenul a servit ca element central pentru procesele biochimice timpurii și subliniază rolul important al sistemelor hidrotermale în crearea vieții. Rezultatele studiilor oferă, de asemenea, indicii interesante despre tranziția de la procesele geochimice la cele biochimice, care au fost publicate în revista Nature Ecology & Evolution.

Combinarea acestor două abordări de cercetare ar putea deschide un nou orizont în înțelegerea noastră a originilor vieții pe Pământ. Abordări inovatoare precum cele ale Dr. Preiner și ale colegilor ei sunt cruciale pentru dezlegarea mecanismelor complexe care au condus în cele din urmă la primele forme de viață.