Os pesquisadores da Rutgers descobriram as origens das estruturas das proteínas responsáveis ​​pelo metabolismo:moléculas simples que alimentam a vida inicial na Terra e servem como sinais químicos que a NASA pode usar para procurar vida em outros planetas.

Seu estudo, que prevê como as primeiras proteínas pareciam 3,5 bilhões a 2,5 bilhões de anos atrás, é publicado no jornal Proceedings of the National Academy of Sciences .

Os cientistas refizeram, como um quebra-cabeça de milhares de peças, a evolução das enzimas (proteínas) do presente ao passado profundo. A solução do quebra-cabeça exigia duas peças que faltavam, e a vida na Terra não poderia existir sem eles. Ao construir uma rede conectada por suas funções no metabolismo, esta equipe descobriu as peças que faltavam.

"Sabemos muito pouco sobre como a vida começou em nosso planeta. Este trabalho nos permitiu vislumbrar profundamente no tempo e propor as primeiras proteínas metabólicas, "disse o co-autor Vikas Nanda, professor de Bioquímica e Biologia Molecular na Rutgers Robert Wood Johnson Medical School e membro do corpo docente residente do Center for Advanced Biotechnology and Medicine. "Nossas previsões serão testadas em laboratório para entender melhor as origens da vida na Terra e informar como a vida pode se originar em outro lugar. Estamos construindo modelos de proteínas em laboratório e testando se podem desencadear reações críticas para o metabolismo inicial."

Uma equipe liderada por Rutgers de cientistas chamada ENIGMA (Evolução de Nanomáquinas em Geosferas e Ancestrais Microbianos) está conduzindo a pesquisa com uma bolsa da NASA e como membro do Programa de Astrobiologia da NASA. O projeto ENIGMA busca revelar o papel das proteínas mais simples que catalisaram os primeiros estágios da vida.

"Achamos que a vida foi construída a partir de blocos de construção muito pequenos e surgiu como um conjunto de Lego para fazer células e organismos mais complexos como nós, "disse o autor sênior Paul G. Falkowski, O principal investigador do ENIGMA e um distinto professor da Rutgers University-New Brunswick, dirige o Laboratório de Biofísica Ambiental e Ecologia Molecular. "Achamos que encontramos os blocos de construção da vida - o conjunto de Lego que levou, em última análise, para a evolução das células, Animais e plantas."

A equipe de Rutgers se concentrou em duas "dobras" de proteínas que são provavelmente as primeiras estruturas no metabolismo inicial. Eles são uma dobra de ferredoxina que se liga a compostos de ferro-enxofre, e uma dobra "Rossmann", que liga os nucleotídeos (os blocos de construção do DNA e RNA). São duas peças do quebra-cabeça que devem se encaixar na evolução da vida.

As proteínas são cadeias de aminoácidos e o caminho 3-D de uma cadeia no espaço é chamado de dobra. Ferredoxinas são metais encontrados em proteínas modernas e elétrons em torno das células para promover o metabolismo. Os elétrons fluem através dos sólidos, líquidos e gases e sistemas vivos de energia, e a mesma força elétrica deve estar presente em qualquer outro sistema planetário com chance de sustentar vida.

Há evidências de que as duas dobras podem ter compartilhado um ancestral comum e, se for verdade, o ancestral pode ter sido a primeira enzima metabólica da vida.