Vários bilhões de anos atrás, enquanto o planeta Terra recém-formado resfriava de um longo e brutal período de bombardeio de meteoros pesado, poças de sujeira primordial começaram a girar com os precursores químicos da vida.

Hoje, os cientistas estão desenvolvendo reações químicas que imitam a Terra primitiva, não apenas para aprender como a vida surgiu há tantos anos, mas também para desbloquear novos recursos para a medicina moderna.

"Se você conseguir produtos químicos que codificam informações, então talvez você possa criar novos medicamentos, "diz John Yin, professor de engenharia química e biológica da Universidade de Wisconsin-Madison.

Em um artigo publicado online em 29 de setembro, 2018, no jornal de pesquisa Origens da vida e evolução das biosferas , Yin e seus colegas descreveram os passos iniciais para alcançar produtos químicos que codificam informações em uma variedade de condições que podem imitar o ambiente da Terra pré-histórica.

"Eu vejo isso como química de sistemas, "diz Yin." Como podemos pegar produtos químicos comprados em lojas e combiná-los de tal forma que exibam propriedades emergentes, como a capacidade de armazenar informações ou copiar a si mesmos? "

Os compostos que os pesquisadores combinaram eram moléculas chamadas de aminoácidos, que são os blocos de construção moleculares das proteínas que realizam grande parte do trabalho estrutural e químico dentro das células vivas. Existem 20 aminoácidos diferentes que se combinam para formar as proteínas essenciais para a vida, mas Yin e colegas se concentraram em apenas dois:alanina e glicina, que estão entre os exemplos mais simples dessas moléculas.

Também na mistura estava uma molécula de energia chamada trifosfato, acredita-se que esteja disponível na Terra primitiva.

Os pesquisadores "cozinharam" a mistura em uma faixa de diferentes temperaturas e várias condições ácidas. Em misturas sem a molécula de energia, aminoácidos só se juntam sob as condições mais quentes e adversas. Quando o trifosfato estava presente, Contudo, cadeias curtas de alanina e glicina formadas em temperaturas mais moderadas.

"O trifosfato facilita as reações em condições onde ocorre a maior parte da vida, "diz Yin.

Curiosamente, a alanina e a glicina não se combinaram ao acaso. Em vez de, os aminoácidos ligados em cadeias com sequências específicas, dependendo da temperatura e do pH.

"O que mostramos é que você é um produto do seu ambiente, "diz Yin.

A chave para o estudo foi a capacidade de determinar a composição de diferentes cadeias de aminoácidos com uma química analítica sofisticada. Para as caracterizações moleculares, Yin colaborou com Lingjun Li, professor de farmácia e química.

"As pessoas cozinham aminoácidos desde 1940 ou mais, "diz Yin." Mas agora podemos identificar o que está realmente lá. "

E o que eles identificaram indica os primeiros lampejos de armazenamento de informações que surgiram há tantos bilhões de anos.

Os cientistas especulam que, com maior tempo de "cozimento", uma complexidade ainda maior pode aparecer. Suas reações duraram apenas 24 horas - um mero piscar de olhos em comparação com a história do planeta. Adicionalmente, os cientistas planejam adicionar uma variedade maior de moléculas à mistura.

Eventualmente, eles esperam criar misturas onde moléculas complicadas se juntam espontaneamente a partir de componentes mais simples e criam reações químicas autodirecionadas que interagem e se alimentam umas das outras.

Essas reações podem conter as chaves para a criação de novos medicamentos ou para a síntese de compostos existentes com mais eficiência.

"Vamos descobrir como fechar o loop, "diz Yin.