El cianuro y el monóxido de carbono son venenos mortales para los humanos, pero compuestos que contienen hierro, cianuro, y el monóxido de carbono descubierto en meteoritos ricos en carbono por un equipo de científicos de la Universidad Estatal de Boise y la NASA pueden haber ayudado a impulsar la vida en la Tierra primitiva. Los compuestos extraterrestres que se encuentran en los meteoritos se asemejan al sitio activo de las hidrogenasas, que son enzimas que proporcionan energía a las bacterias y arqueas al descomponer el gas hidrógeno (H2). Sus resultados sugieren que estos compuestos también estaban presentes en la Tierra primitiva, antes de que comenzara la vida, durante un período de tiempo en el que la Tierra fue bombardeada constantemente por meteoritos y la atmósfera probablemente era más rica en hidrógeno.

"Cuando la mayoría de la gente piensa en cianuro, piensan en películas de espías:un tipo que se traga una pastilla, echando espuma por la boca y muriendo, pero el cianuro era probablemente un compuesto esencial para formar moléculas necesarias para la vida, "explicó la Dra. Karen Smith, científico investigador senior de la Universidad Estatal de Boise, Boise, Idaho. Cianuro, un átomo de carbono unido a un átomo de nitrógeno, se cree que es crucial para el origen de la vida, ya que participa en la síntesis no biológica de compuestos orgánicos como aminoácidos y nucleobases, que son los componentes básicos de las proteínas y los ácidos nucleicos utilizados por todas las formas de vida conocidas.

Smith es el autor principal de un artículo sobre esta investigación publicado el 25 de junio en Nature Communications. Herrero, junto con el profesor asistente de Boise State Mike Callahan, un coautor del artículo, desarrolló nuevos métodos analíticos para extraer y medir rastros antiguos de cianuro en meteoritos. Descubrieron que los meteoritos que contienen cianuro pertenecen a un grupo de meteoritos ricos en carbono llamados condritas CM. Otros tipos de meteoritos probados, incluyendo un meteorito marciano, no contenía cianuro.

"Los datos recopilados por la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA del asteroide Bennu indican que está relacionado con las condritas CM, "dijo el coautor Jason Dworkin del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "OSIRIS-REx entregará una muestra de Bennu para estudiarla en la Tierra en 2023. Buscaremos estos mismos compuestos para tratar de conectar Bennu con meteoritos conocidos y comprender la posible entrega de compuestos prebióticos como el cianuro, lo que puede haber ayudado a iniciar la vida en la Tierra primitiva u otros cuerpos del sistema solar ".

Se ha encontrado cianuro en meteoritos antes. Sin embargo, en el nuevo trabajo, Smith y Callahan se sorprendieron al descubrir que el cianuro, junto con monóxido de carbono (CO), se unían al hierro para formar compuestos estables en los meteoritos. Identificaron dos complejos de hierro cianocarbonilo diferentes en los meteoritos utilizando cromatografía líquida de alta resolución y espectrometría de masas. "Una de las observaciones más interesantes de nuestro estudio es que estos complejos de hierro cianocarbonilo se asemejan a porciones de los sitios activos de las hidrogenasas, que tienen una estructura muy distinta, "Dijo Callahan.

Las hidrogenasas están presentes en casi todas las bacterias y arqueas modernas y se cree que son de origen antiguo. Las hidrogenasas son proteínas grandes, pero el sitio activo, la región donde tienen lugar las reacciones químicas, resulta ser un compuesto organometálico mucho más pequeño contenido en la proteína, según Callahan. Es este compuesto que se parece a los compuestos que contienen cianuro que el equipo descubrió en los meteoritos.

Un misterio perdurable con respecto al origen de la vida es cómo la biología pudo haber surgido de procesos químicos no biológicos. Las similitudes entre los sitios activos en las enzimas hidrogenasas y los compuestos de cianuro que el equipo encontró en los meteoritos sugiere que los procesos no biológicos en los asteroides originales de los meteoritos y en la Tierra antigua podrían haber hecho moléculas útiles para la vida emergente.

"El cianuro y el monóxido de carbono unidos a un metal son inusuales y raros en las enzimas. Las hidrogenasas son la excepción. Cuando se compara la estructura de estos complejos de hierro cianocarbonilo en meteoritos con estos sitios activos en hidrogenasas, te hace preguntarte si hubo un vínculo entre los dos, Smith agregó. Es posible que los complejos de hierro cianocarbonilo hayan sido un precursor de estos sitios activos y luego se hayan incorporado a las proteínas hace miles de millones de años. Estos complejos probablemente también actuaron como fuentes de cianuro en la Tierra primitiva ".