Elo perdido da vida pode não ser um fóssil, mas uma gotícula

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/10/2021

As gotículas que apresentaram elementos protogenéticos "viviam" mais e se replicavam.
[Imagem: Muneyuki Matsuo et al. - 10.1038/s41467-021-25530-6]

Elo perdido

O "elo perdido" que marca o surgimento da vida, no final das contas, pode não ser o tão discutido fóssil do organismo primordial.

Em vez disso, dois pesquisadores japoneses estão propondo que o salto da "não-vida" para a vida - ou da química para a biologia - pode ter sido responsabilidade de um minúsculo glóbulo autorreplicante chamado de gota coacervada.

Coacervada é uma fase líquida viscosa rica em coloides que pode se separar de uma solução coloidal mediante a adição de um terceiro componente.

"A evolução química foi proposta pela primeira vez na década de 1920 como a ideia de que a vida se originou primeiro com a formação de macromoléculas a partir de pequenas moléculas simples, e essas macromoléculas formaram conjuntos moleculares que poderiam proliferar. Desde então, muitos estudos foram realizados para verificar experimentalmente a hipótese do mundo de RNA - onde apenas material genético autorreplicante existia, antes da evolução do DNA e das proteínas," contextualiza o professor Muneyuki Matsuo, da Universidade de Hiroshima.

No entanto, nenhum desses experimentos teve sucesso, e esse elo perdido entre a química e a biologia na origem da vida permanece um mistério nesses mais de cem anos.

Mundo de gotículas que evoluem

A pergunta que permanece sem resposta, portanto é: Como os compostos químicos soltos na Terra primitiva se tornaram vida?

Tentando responder a esta questão, Matsuo e seu colega Kensuke Kurihara pensaram inicialmente que se tratava do meio ambiente: Ingredientes teriam se formado sob alta pressão e temperatura, e então se resfriaram em condições mais favoráveis à vida. O problema era a propagação.

"A proliferação requer produção espontânea de polímeros e automontagem sob as mesmas condições," explicou Matsuo.

Os dois pesquisadores então usaram derivados de aminoácidos como precursores para um novo monômero prebiótico, que poderia ser o elemento para a automontagem de células primitivas. Quando adicionados à água em temperatura ambiente e sob pressão atmosférica, os derivados de aminoácidos se condensaram, organizando-se em peptídeos, que então formaram gotículas espontaneamente.

Surpreendentemente, as gotas aumentaram em tamanho e em número quando alimentadas com mais aminoácidos. Além disso, as gotículas algumas vezes concentravam ácidos nucleicos - material genético - e apresentavam maior probabilidade de sobreviver a estímulos externos quando desenvolviam essa função.

"Uma protocélula baseada em gotículas pode ter servido como um elo entre a química e a biologia durante as origens da vida," propõe Matsuo. "Este estudo pode servir para explicar o surgimento dos primeiros organismos vivos na Terra primordial."

O próximo passo é demonstrar a evolução contínua.
[Imagem: Muneyuki Matsuo et al. - 10.1038/s41467-021-25530-6]

Protovida

Os dois pesquisadores planejam continuar investigando o processo de evolução dos derivados de aminoácidos, para ver se chegam a células vivas primitivas.

"Ao construir gotículas de peptídeos que proliferam alimentando-se dos novos derivados de aminoácidos, elucidamos experimentalmente o mistério de longa data de como os ancestrais prebióticos foram capazes de proliferar e sobreviver concentrando seletivamente produtos químicos prebióticos," disse Matsuo. "Em vez de um mundo de RNA, descobrimos que um 'mundo das gotículas' pode ser uma descrição mais precisa, uma vez que nossos resultados sugerem que as gotículas se tornaram agregados moleculares capazes de evoluir - um dos quais se tornou nosso ancestral comum."

A dupla planeja aprimorar sua plataforma para tentar demonstrar a evolução contínua de suas gotas e, em última instância, a emergência de alguma forma de "protovida".

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