p Para realmente entender como o corpo funciona e melhorar a saúde humana, os pesquisadores precisam separar os blocos de construção de nossas células. Mas, à medida que os cientistas continuam a fazer grandes avanços na biologia celular, uma questão importante permanece:como as células se formaram originalmente há bilhões de anos? p Um novo estudo, liderado por Ramanarayanan Krishnamurthy, Ph.D., da Scripps Research, e Sheref Mansy, Ph.D., da Universidade de Trento, oferece uma explicação de como as "protocélulas" poderiam ter surgido na Terra primitiva, eventualmente levando às células que conhecemos hoje. Trabalho deles, publicado no jornal Pequena , sugere que as moléculas chamadas ciclofosfolipídios podem ter sido o ingrediente necessário para as protocélulas formarem estruturas internas importantes chamadas vesículas, o que provavelmente deu início ao processo evolutivo.

p "As protocélulas teriam sido os ancestrais das células hoje, Se você for, "diz Krishnamurthy, professor associado de química da Scripps Research. "Eles não tinham a funcionalidade completa das células modernas, mas eles tiveram o comportamento precursor para lançar a base para o que veio depois. "

p Krishnamurthy é membro da Colaboração Simons nas Origens da Vida e tem um compromisso conjunto com o Centro de Evolução Química, co-financiado pelo programa de Astrobiologia da NASA e pela National Science Foundation. Como muitos em seu campo, Krishnamurthy está curioso para saber como as primeiras vesículas teriam funcionado.

p As células hoje estão repletas de diferentes moléculas e reações químicas, mas as protocélulas seriam muito mais simples, como vesículas. Uma característica que essas vesículas tinham eram áreas vazias internas chamadas lúmen - espaços que podiam capturar moléculas cada vez maiores necessárias para tarefas como formação de RNA e produção de proteínas, os blocos de construção necessários para a vida.

p Eventualmente, graças às vesículas, as protocélulas poderiam ter se dividido em gerações mais avançadas de protocélulas que recebiam nutrientes do ambiente para crescer e se dividir novamente.

p O novo estudo oferece uma solução simples para o enigma de como as vesículas estáveis ​​poderiam ter se desenvolvido. No passado, pesquisadores tentaram usar moléculas chamadas de ácidos graxos para construir vesículas, mas essas vesículas reagiriam aos íons metálicos e se desfariam.

p "As vesículas de ácido graxo simplesmente não sobrevivem a muitas das condições encontradas na Terra, e certamente não os tipos de condições necessárias para obter atividade de moléculas semelhantes às biológicas, "diz Mansy." Esta lacuna entre plausibilidade e estabilidade tornou difícil para nós imaginar como as protocélulas poderiam ter surgido. "

p Os pesquisadores nunca haviam tentado usar ciclofosfolipídios para formar vesículas, mas em 2018, O laboratório de Krishnamurthy publicou um Química da Natureza estudo mostrando que as condições na Terra primitiva podem ter levado a ciclofosfolipídios.

p Depois de demonstrar que os ciclofosfolipídios podem ter existido nos primeiros dias da vida, os pesquisadores começaram a ver se as moléculas poderiam ajudar as protocélulas a construir vesículas. "Não sabíamos se eles seriam estáveis ​​o suficiente para serem úteis ou funcionais, "diz Krishnamurthy.

p Descobriu-se que as novas vesículas eram surpreendentemente estáveis. Eles resistiram a uma ampla gama de condições físicas e químicas do que as vesículas de ácido graxo, incluindo mudanças no pH. Na verdade, as novas descobertas sugerem que os ciclofosfolipídios podem ser a base ideal para as vesículas que permitiram a evolução das protocélulas.

p "O trabalho do professor Krishnamurthy com fosforilação prebiótica nos levou a explorar um novo tipo de lipídio que mostra grande promessa em nos ajudar a pelo menos entender quais tipos de propriedades químicas eram necessárias para construir uma protocélula prebioticamente razoável e robusta, "diz Mansy.

p Os pesquisadores agora estão se preparando para executar vesículas ciclofosfolipídicas por meio de testes ainda mais extenuantes, respondendo a perguntas mais profundas. Eles gostariam de saber se essas vesículas são compatíveis com outros processos importantes necessários para a evolução, como a replicação de RNA não enzimática.

p O estudo, "Ciclofosfolipídios aumentam a estabilidade protocelular para íons metálicos, "também incluiu o primeiro autor Ö. Duhan Toparlak da Universidade de Trento; e Megha Karki e Veronica Egas Ortuno da Scripps Research.