Simulazione del Cnr svela l'origine delle prime molecole biologiche
Scienze
Lo studio, pubblicato su Chemical Communications, ha replicato il processo chimico che potrebbe aver determinato la sintesi primordiale decisiva per arrivare all'RNA e, dunque, alla vita sulla Terra
Un esperimento di laboratorio ha simulato la probabile sintesi primordiale dell'eritrosio, lo zucchero precursore dell'acido ribonucleico, alla base delle prime forme viventi. I risultati del test, condotto dai ricercatori dell'Istituto per i processi chimico-fisici (Ipcf) del Cnr di Messina, sono pubblicati sulla rivista Chemical Communications.
All'origine della vita sulla Terra
La comparsa della vita cellulare sul pianeta è da sempre uno dei campi più fitti di ipotesi scientifiche. Uno dei passaggi che ancora contiene zone d'ombra è proprio quello relativo alla prima sintesi dell'acido ribonucleico (RNA), fondamentale per l'approdo alla vita cellulare e al DNA (l'altro acido in grado di trasmettere informazioni di tipo genetico). Per questo comprendere i meccanismi alla base della comparsa dell'RNA, a partire dagli elementi primordiali allora presenti sulla Terra, getta nuova luce sui misteri tuttora esistenti sull'origine della vita.
La simulazione
Lo studio del Cnr di Messina, che ha collaborato con l'università Sorbonne di Parigi e l'Accademia delle Scienze della Repubblica Ceca, ha descritto come l’acqua e la glicolaldeide, potrebbero aver portato alla sintesi primordiale dell'eritrosio, precursore diretto del ribosio, sostanza che compone l'RNA. Per giungere a questo risultato il team ha utilizzato avanzate tecniche di simulazione numerica, un processo chimico che, a partire da molecole semplici e presenti in enorme abbondanza nell’universo, sfocia proprio nella sintesi dell'eritrosio.
Il metodo
L’approccio computazionale alla chimica prebiotica era già stato utilizzato dal team nel 2014, per replicare il celebre esperimento di Miller, che descriveva come dal "brodo primordiale" potessero formarsi aminoacidi quando le molecole inorganiche erano sottoposte a intensi campi elettrici. "Nel nostro esperimento abbiamo fatto uso di metodi avanzati di simulazione numerica al super-computer" ha dichiarato il primo autore dello studio appena pubblicato, Giuseppe Cassone (Czech Academy of Sciences), "una soluzione acquosa di glicolaldeide è stata sottoposta a campi elettrici dell’ordine di grandezza dei milioni di volte su centimetro, capaci di catalizzare quella reazione che in chimica viene chiamata formose reaction e che porta alla formazione di zuccheri a partire dalla formaldeide".
Il significato dei risultati
"Nello studio dimostriamo per la prima volta che determinate condizioni prebiotiche, tipiche delle cosiddette pozze primordiali in cui erano presenti le molecole inorganiche più semplici, sono in grado di favorire la formazione non solo degli aminoacidi, ma anche di alcuni zuccheri semplici come l’eritrosio, precursore delle molecole che compongono l’ossatura dell’RNA", ha spiegato in una nota Franz Saija, ricercatore Ipcf-Cnr e coautore del lavoro. "La sintesi degli zuccheri a partire da molecole più semplici, che possono essere state trasportate sul nostro pianeta da meteoriti in epoche primordiali, rappresenta una grossa sfida per gli scienziati che si occupano di chimica prebiotica. La formazione dei primi legami carbonio-carbonio da molecole molto semplici come la formaldeide non può avvenire senza la presenza di un agente esterno capace di catalizzare la reazione: la presenza di tali catalizzatori in ambienti prebiotici, tuttavia, è ancora un mistero".
