Identifican los orígenes más remotos de la vida en la Tierra

Investigadores de la Universidad de Rutgers en Estados Unidos han descubierto cómo eran las primeras proteínas que estaban en la Tierra hace entre 2.500 y 3.500 millones de años, según un estudio que publica PNAS.

Los científicos explican que han descubierto el origen de las estructuras proteicas responsables del metabolismo. Sirven como señales químicas que la NASA podría usar para buscar vida en otros planetas.

Se trata de un conjunto de moléculas primordiales simples que actuaron como el conjunto de bloques de construcción de la vida temprana en el planeta.

Desde el comienzo de la Historia Evolutiva hasta nuestros días, el equipo investigó y cartografió todas  las proteínas encontradas hasta ahora en la Tierra.

Sin embargo, esa investigación histórica había omitido dos partes importantes sin las cuales hoy no habría vida en el planeta.

El equipo de la Universidad de Rutgers logró identificar estas piezas ocultas después de estudiar las funciones de las partículas en el metabolismo y sus interrelaciones.

Primeras proteínas metabólicas

“Sabemos muy poco acerca de cómo comenzó la vida en nuestro planeta. Este trabajo nos permitió vislumbrarla en el tiempo y proponer las primeras proteínas metabólicas," explica el coautor Vikas Nanda.

“Nuestras predicciones serán testadas en el laboratorio para comprender mejor los orígenes de la vida en la Tierra e informar cómo puede originarse la vida en otros lugares. Estamos construyendo modelos de proteínas en laboratorio y probando si pueden desencadenar reacciones críticas para el metabolismo temprano”, añade Nanda.

"Creemos que la vida se construyó a partir de bloques de construcción muy pequeños y surgió como un conjunto de Lego para hacer células y organismos más complejos como nosotros", añade el autor principal, Paul G. Falkowski.

"Creemos que hemos encontrado los componentes básicos de la vida: el conjunto de Lego que condujo, en última instancia, a la evolución de las células, los animales y las plantas", añade.

Pliegues de proteínas

El equipo se centró en dos "plegamientos" de proteínas que probablemente fueron las primeras estructuras en el metabolismo temprano.

El plegamiento de proteínas es el proceso expedito, termodinámicamente no espontáneo (reversible) por el que una proteína soluble alcanza su estructura tridimensional.

Uno de los plegamientos analizados es de ferredoxina, que une compuestos de hierro y azufre. El otro es el así llamado “Plegamiento de "Rossmann", que une nucleótidos (los bloques de construcción de ADN y ARN).

Estas son las dos piezas del rompecabezas que faltaban para el surgimiento y  la evolución de la vida, según los investigadores.

Las proteínas son cadenas de aminoácidos y la ruta 3D de una cadena en el espacio se llama pliegue.

Las ferredoxinas son metales que se encuentran en las proteínas modernas y transportan electrones alrededor de las células para promover el metabolismo y conseguir la transformación de los nutrientes en energía.

Allende la Tierra

Los electrones fluyen a través de sólidos, líquidos,  gases y la energía de los sistemas vivos.

Esa misma fuerza eléctrica debe estar presente en cualquier otro sistema planetario que disponga de la posibilidad de mantener la vida.

Hay evidencia de que los dos pliegues pueden haber compartido un ancestro común y, de ser cierto, ese ancestro pudo haber sido la primera enzima metabólica de la vida, concluyen los investigadores.

Nanda y sus colegas afirman que la evidencia sugiere que los pliegues que ahora se examinan pueden haber tenido incluso una forma original común.

Si esta afirmación es cierta, el precursor plisado puede haber sido la primera proteína metabólica de la vida en la Tierra.

Referencia

Small protein folds at the root of an ancient metabolic network. Hagai Raanan el al. PNAS (2020). DOI:www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1914982117