Pesquisadores baseados em Munique e Dresden criam um cenário atraente para a evolução das microgotículas sem membranas como a origem da vida.
Onde e como a vida começou na Terra Primitiva, há mais de 3,5 bilhões de anos, a partir de substâncias químicas não vivas? Descobrir a resposta a essa pergunta é um assunto muito debatido e um desafio para os cientistas. Uma coisa que os cientistas podem procurar são os ambientes em potencial que permitiram o surgimento de vida. Uma necessidade fundamental para as primeiras células na Terra é a capacidade de fazer compartimentos e evoluir para facilitar as primeiras reações químicas.
Microgotículas de coacervado sem membrana são excelentes candidatos para descrever protocélulas, com a capacidade de particionar, concentrar moléculas e suportar reações bioquímicas. Os cientistas ainda não mostraram como essas microgotículas poderiam ter evoluído para começar a vida na Terra. Pesquisadores do Centro de Nanociência (CeNS) da LMU e do Instituto Max Planck de Biologia Celular e Molecular (MPI-CBG) em Dresden demonstram agora, pela primeira vez, que o crescimento e divisão de microgotículas sem membranas é possível em um ambiente semelhante a bolhas de gás dentro de um poro de rocha aquecido na Terra primitiva. Sugerindo que a vida pode ter tido sua origem ali.
A equipe em torno de Dora Tang, líder do grupo de pesquisa do MPI-CBG, mostrou em 2018 que o RNA simples está ativo dentro de microgotículas sem membrana, possibilitando um ambiente químico adequado para o início da vida. Esses experimentos foram conduzidos em um ambiente aquoso simples, onde as forças concorrentes eram equilibradas. As células, no entanto, precisam de um ambiente onde possam se dividir e evoluir continuamente.
Para encontrar um cenário mais adequado para a origem dos experimentos de vida, Dora Tang se juntou a Dieter Braun, professor de Biofísica de Sistemas na LMU. Seu grupo desenvolveu condições com um ambiente desequilibrado que permite múltiplas reações em um único ambiente e onde as células podem evoluir. Essas células, porém, não são como as que conhecemos hoje, mas sim como precursoras das células atuais, também chamadas de protocélulas, feitas de coacervatos sem membrana.
O ambiente, criado pelo laboratório Braun é um cenário provável na Terra Primitiva, onde rochas porosas na água nas proximidades de atividades vulcânicas foram parcialmente aquecidas. Para seus experimentos, Dora Tang e Dieter Braun usaram poros contendo água com uma bolha de gás e um gradiente térmico (um pólo quente e um pólo frio) para ver se as protocélulas se dividiriam e evoluiriam. Alan Ianeselli, primeiro autor do estudo e aluno de doutorado no laboratório de Dieter Braun, explica: “Sabíamos que a interface do gás e da água atraía moléculas. As protocélulas se localizam e se acumulam ali, e se agrupam em outras maiores.”
É por isso que escolhemos esse cenário específico. “Os pesquisadores de fato observaram que as moléculas e protocélulas foram para a interface gás-água para formar protocélulas maiores de açúcar, aminoácidos e RNA. Alan continua:” Nós também observamos que as protocélulas eram capazes para dividir e fragmentar. Esses resultados representam um possível mecanismo para o crescimento e divisão de protocélulas sem membrana na Terra Primitiva. “Além da divisão e evolução, os pesquisadores descobriram que, como consequência do gradiente térmico, vários tipos de protocélulas com composição química diferente, o tamanho e as propriedades físicas se formaram. Portanto, o gradiente térmico neste ambiente pode ter conduzido uma pressão de seleção evolutiva em protocélulas sem membrana.
Dora Tang e Dieter Braun, que supervisionou o estudo, resumem: “Este trabalho mostra pela primeira vez que a bolha de gás dentro de um poro de rocha aquecido é um cenário convincente para a evolução de microgotículas de coacervato sem membrana na Terra Primitiva. Estudos futuros poderiam concentre-se em mais habitats possíveis e explore outras condições para o surgimento de vida. “
Publicado em 09/12/2021 06h56
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