• Ciência Surpreendente

Compreender como os elétrons antigos começaram a vida na Terra

A Terra Primordial existe em uma pequena câmara em Nova Jersey.

• Sem oxigênio, não está claro como surgiu a primeira centelha da vida.
• Os cientistas que buscam a resposta estão vendo se conseguem fazer com que o níquel e os modelos das primeiras proteínas sejam catalisados.
• A solução para o enigma na Terra também pode nos dizer sobre a vida em outros lugares.

Quando pensamos sobre as origens da vida na Terra, pensamos principalmente em biologia e química. Ainda assim, quando consideramos a 'centelha' inicial da vida, a conversa deve incluir física, energia e elétrons. “Os seres humanos obtêm sua energia dos açúcares dos alimentos que comemos. As proteínas em nossas células retiram elétrons do açúcar e depois os ligam ao oxigênio que inspiramos ', diz Josh Mancini de Rutgers. No entanto, aqui está um enigma: isso não pode ser o que aconteceu bilhões de anos atrás, quando a vida começou - não havia açúcares das plantas e assim por diante e, mais importante, não havia oxigênio para mover os elétrons de um lugar para outro para produzir a energia necessária.

Para resolver este mistério, Mancini e seus colegas estão simulando Terras primordiais em uma pequena câmara cilíndrica no Departamento de Ciência Marinha e no edifício do Centro de Biotecnologia Avançada e Medicina no campus de Rutger em New Brunswick, NJ. A exploração financiada pela NASA também pode explicar como a vida poderia começar em outros planetas sem oxigênio.

Construindo uma pequena Terra sem ar

Mancini e sua câmara primordial

Fonte da imagem: Rutgers University

Mancini explica: 'O que estamos tentando descobrir são os lugares alternativos para onde os elétrons podem ir na ausência de oxigênio.' “Provavelmente foi por meio do hidrogênio das fontes hidrotermais ou da energia da luz do sol”, diz ele. Caso contrário, os pesquisadores suspeitam que um metal condutor como o níquel ou o ferro poderia ter sido o meio pelo qual os elétrons poderiam ser movidos de um lugar para outro, e eles estão usando o níquel em sua câmara terrestre primordial.

Em busca da receita para uma catalisação entre proteínas e níquel, Mancini, Saroj Poudel e Douglas Pike estão desenvolvendo modelos de computador de proteínas pré-vida de 4 bilhões de anos por meio da engenharia reversa de seus descendentes vivos, tendo em mente que química e física da terra primordial. Cada modelo é então montado como o que parece ser um pó branco, mas na verdade é milhões de minúsculas moléculas de proteína, e colocado na câmara livre de oxigênio junto com o níquel para ver o que acontece.

A centelha de vida na Terra e em outros lugares

O modelo de computador de Pike de uma proteína antiga

Fonte da imagem: Douglas Pike / Rutgers University

Os pesquisadores fazem parte da Rutgers 'e da NASA ENIGMA equipe de astrobiologia. Definindo proteínas como 'nanomáquinas que permitem às células gerar energia e se auto-replicar', a missão do projeto é descobrir como essas 'nanomáquinas permitiram que o início da vida convertesse a energia química do ambiente em energia biológica útil'. ENIGMA significa 'Evolução das nanomáquinas em geosferas e ancestrais microbianos'.

“Nosso objetivo”, diz Poudel, “é pegar enzimas em evolução precoce e ver como elas podem evoluir para algo mais complexo que sabemos que existe hoje. Isso nos ajudará a determinar como poderíamos ter evoluído aqui na Terra e o que é possível em outros planetas. '

Mancini e seus colegas ainda não encontraram a combinação mágica de proteína / níquel que procuram, mas, se o fizerem, pelo menos uma pergunta incômoda sobre a origem da vida na Terra pode finalmente ter uma resposta.

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