Descubren origen de las estructuras de proteínas, base de la vida en la Tierra

Investigadores de la Universidad de Rutgers descubrieron los orígenes de las estructuras de proteínas que controlan el metabolismo: moléculas simples que impulsaron la vida temprana en la Tierra y sirven de señales químicas que se podrían usar para buscar vida en otros planetas.

Su estudio, que predice cómo eran las primeras proteínas hace entre 3 mil 500 y 2 mil 500 millones de años, se publica en la revista Proceedings, de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

Los científicos analizaron, como un rompecabezas de miles de piezas, sobre la evolución de las enzimas (proteínas) desde el presente hasta el pasado remoto. La solución requería dos piezas faltantes, y la vida en la Tierra no podría existir sin ellas. Al construir una red conectada por sus roles en el metabolismo, el equipo las descubrió.

Sabemos muy poco acerca de cómo comenzó la vida en nuestro planeta. Este trabajo nos permitió vislumbrar en el tiempo y proponer las primeras proteínas metabólicas, explicó Vikas Nanda, coautor del trabajo y profesor de bioquímica y biología molecular en la Escuela de Medicina Robert Wood Johnson de Rutgers y miembro residente de la facultad del Centro de Biotecnología y Medicina Avanzada.

“Nuestras predicciones serán probadas en el laboratorio para comprender mejor los orígenes de la vida en la Tierra e informar cómo puede originarse en otros lugares –añade–. Construimos modelos de proteínas en el laboratorio y probamos si pueden desencadenar reacciones críticas para el metabolismo temprano”.

Un equipo de científicos dirigido por Rutgers llamado Enigma (Evolution of Nanomachines in Geospheres and Microbial Ancestors) realiza investigación con una subvención del Programa de Astrobiología de la NASA. El proyecto busca revelar el papel de las proteínas más simples que catalizaron las primeras etapas de la vida.

Creemos que la vida surgió a partir de bloques de construcción muy pequeños, como un conjunto de Lego para hacer células y organismos más complejos como nosotros, señaló Paul G. Falkowski, autor principal del estudio, investigador de Enigma y profesor distinguido en la Universidad de Rutgers-New Brunswick, quien lidera el Laboratorio de Biofísica Ambiental y Ecología Molecular.

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, agregó.

El equipo de Rutgers se centró en dos pliegues de proteínas que probablemente sean las primeras estructuras en el metabolismo temprano. Son uno de ferredoxina que une compuestos de hierro y azufre, y otro Rossmann, que une nucleótidos (los bloques de construcción de ADN y ARN). Estas son dos piezas del rompecabezas que deben encajar en la evolución de la vida.

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