Pesquisadores de Rutgers descobriram as origens das estruturas de proteínas responsáveis ??pelo metabolismo: moléculas simples que alimentaram a vida na Terra e servem como sinais químicos que a NASA poderia usar para procurar vida em outros planetas.
O estudo, que prevê como seriam as primeiras proteínas entre 3,5 e 2,5 bilhões de anos atrás, foi publicado na revista Proceedings da National Academy of Sciences.
Os cientistas refizeram, como um quebra-cabeça de milhares de peças, a evolução de enzimas (proteínas) do presente para o passado profundo. A solução para o quebra-cabeça exigia duas peças que faltavam, e a vida na Terra não poderia existir sem elas. Ao construir uma rede conectada por seus papéis no metabolismo, essa equipe descobriu as peças que faltavam.
“Sabemos muito pouco sobre como a vida começou em nosso planeta. Este trabalho nos permitiu vislumbrar profundamente o tempo e propor as primeiras proteínas metabólicas”, disse o co-autor Vikas Nanda, professor de Bioquímica e Biologia Molecular da Rutgers Robert Wood Johnson Medical. Escola e membro residente do Centro de Biotecnologia e Medicina Avançada. “Nossas previsões serão testadas em laboratório para entender melhor as origens da vida na Terra e informar como a vida pode se originar em outros lugares. Estamos construindo modelos de proteínas em laboratório e testando se elas podem desencadear reações críticas para o metabolismo precoce”.
Uma equipe de cientistas liderada por Rutgers chamada ENIGMA (Evolução de nanomáquinas em geosferas e ancestrais microbianos) está conduzindo a pesquisa com uma concessão da NASA e por meio de participação no Programa de Astrobiologia da NASA. O projeto ENIGMA procura revelar o papel das proteínas mais simples que catalisaram os estágios iniciais da vida.
“Acreditamos que a vida foi construída a partir de blocos de construção muito pequenos e surgiu como um conjunto de Lego para criar células e organismos mais complexos como nós”, disse o autor sênior Paul G. Falkowski, pesquisador principal da ENIGMA e professor ilustre da Rutgers University-New Brunswick, que lidera o Laboratório de Biofísica Ambiental e Ecologia Molecular. “Achamos que encontramos os blocos de construção da vida – o conjunto de Lego que levou, em última análise, à evolução de células, animais e plantas”.
A equipe de Rutgers concentrou-se em duas “dobras” de proteínas que provavelmente são as primeiras estruturas no metabolismo inicial. Eles são uma dobra de ferredoxina que liga compostos de ferro-enxofre e uma dobra de “Rossmann”, que liga nucleotídeos (os blocos de construção do DNA e do RNA). Essas são duas peças do quebra-cabeça que devem se encaixar na evolução da vida.
As proteínas são cadeias de aminoácidos e o caminho 3-D de uma cadeia no espaço é chamado de dobra. As ferredoxinas são metais encontrados nas proteínas modernas e transportam elétrons ao redor das células para promover o metabolismo. Os elétrons fluem através de sólidos, líquidos e gases e sistemas vivos de energia, e a mesma força elétrica deve estar presente em qualquer outro sistema planetário com a chance de sustentar a vida.
Há evidências de que as duas dobras podem ter compartilhado um ancestral comum e, se verdadeiro, o ancestral pode ter sido a primeira enzima metabólica da vida.
Publicado em 17/03/2020 06h13
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