Poco tempo fa è stato pubblicato un articolo riguardante l’ipotesi del mondo a RNA, questa non è tuttavia l’unica ipotesi esistente concernente l’origine della vita dal punto di vista chimico. Il team di Saroj K. Rout nel 2018 ha proposto una nuova teoria basata principalmente sugli amminoacidi.
Come la vita sia emersa dalla materia non vivente è uno dei misteri fondamentali dell’Universo. L’idea più popolare è l’ipotesi del mondo a RNA, in cui le molecole simili a RNA (RNA-like) hanno giocato un ruolo fondamentale come prime molecole replicative e catalitiche.
Recentemente è stata proposta un’ipotesi alternativa basata su peptidi amiloidogenici. Saroj K. Rout e collaboratori forniscono evidenze sperimentali delle capacità replicative e catalitiche di peptidi amiloidogenici. Gli amiloidi sono aggregati peptidici ordinati con morfologia fibrillare ricchi in strutture beta-foglietto. Possono essere formati da corti peptidi con sequenze amminoacidiche semplici. Questi aggregati per ragioni storiche sono stati spesso considerati un’aberrazione associata a disturbi patologici, ma ora, si cerca invece di evidenziare un loro possibile ruolo per la nascita della vita sulla Terra. La domanda che sorge spontanea è se gli aminoacidi e gli amiloidi possono essere stati i mattoncini fondamentali per dare origine ai primi sistemi replicativi in condizioni prebiotiche.
L’ipotesi di Rout è quindi che piccoli peptidi amiloidogenici abbiano avuto un ruolo fondamentale come precursori chimici della vita sulla Terra. Gli Autori dell’articolo pubblicato su Nature sostengono la possibile esistenza, in condizioni prebiotiche, di aggregati amiloidi composti da corte catene peptidiche con proprietà catalitiche e replicative.
Gli aggregati amiloidi con le loro uniche proprietà di incrementare la stabilità peptidica e la struttura periodica ripetitiva sono degli interessanti candidati per la prima entità chimica replicativa all’origine della vita. Rilevante nella chimica prebiotica è la capacità di piccoli peptidi di ripiegarsi in strutture che ricordano grandi proteine, possedendo una struttura secondaria regolare, terziaria e quaternaria.
Un punto fondamentale è comprendere che la proposta del “mondo amiloide” come possibile ipotesi prebiotica di molecole catalitiche e capaci di replicazione autonoma non è mutualmente esclusiva rispetto alla proposta del “mondo a RNA”. La vita ha potuto eventualmente incorporare sia i peptidi che gli acidi nucleici nel proprio sviluppo. Gli amiloidi presentano numerosi vantaggi come entità prebiotiche. L’aggregazione amiloide è più stabile in differenti intervalli di pH, temperatura e concentrazione salina, con le loro strutture ripetitive potrebbero aver iniziato una relazione sinergica con co-esistenti acidi nucleici o membrane. Gli amiloidi si pongono quindi come un’ottima interfaccia tra proteine, RNA e membrane biologiche. L’aumentata stabilità degli amiloidi comparata con i loro rispettivi peptidi componenti gli fornisce un vantaggio selettivo a resistere a condizioni estreme, permettendo loro di formare la complessità ripetitiva necessaria all’auto-replicazione.
L’ipotesi di Rout e collaboratori apre anche importanti prospettive future, sia in ambito di studi prettamente prebiotici terrestri, che in campi come l’astrobiologia o l’esobiologia. Grazie a queste scoperte, sarà forse possibile scoprire, precursori della vita in Eso-pianeti o anche in satelliti dei nostri giganti gassosi. Grazie a questi studi sarà probabilmente possibile capire che l’informazione sia insita in piccole molecole anche prima della formazione di macromolecole come DNA ed RNA.
Studi di questo tipo, in futuro permetteranno di studiare la possibile abitabilità di un pianeta al di fuori del nostro. Capire quale sia il grado minimo strutturale affinché ci sia informazione, potrebbe essere d’aiuto a studi di carattere evoluzionistico, prebiotico e ad alto impatto sociale (biotecnologie).
Testo: Luca Tonietti
Foto: phys.org
Fonti: Nature.com
