Los investigadores de Rutgers han descubierto los orígenes de las estructuras de proteínas responsables del metabolismo:moléculas simples que impulsaron la vida temprana en la Tierra y sirven como señales químicas que la NASA podría usar para buscar vida en otros planetas.

Su estudio, que predice cómo se veían las primeras proteínas hace 3.500 millones a 2.500 millones de años, se publica en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

Los científicos retrocedieron, como un rompecabezas de miles de piezas, la evolución de enzimas (proteínas) desde el presente hasta el pasado profundo. La solución al rompecabezas requería dos piezas faltantes, y la vida en la Tierra no podría existir sin ellos. Al construir una red conectada por sus roles en el metabolismo, este equipo descubrió las piezas faltantes.

"Sabemos muy poco sobre cómo comenzó la vida en nuestro planeta. Este trabajo nos permitió vislumbrar en el tiempo y proponer las primeras proteínas metabólicas, "dijo el coautor Vikas Nanda, profesor de Bioquímica y Biología Molecular en la Escuela de Medicina Rutgers Robert Wood Johnson y miembro de la facultad residente en el Centro de Biotecnología y Medicina Avanzadas. "Nuestras predicciones se probarán en el laboratorio para comprender mejor los orígenes de la vida en la Tierra e informar cómo la vida puede originarse en otros lugares. Estamos construyendo modelos de proteínas en el laboratorio y probando si pueden desencadenar reacciones críticas para el metabolismo temprano".

Un equipo de científicos liderado por Rutgers llamado ENIGMA (Evolución de Nanomáquinas en Geosferas y Ancestros Microbianos) está llevando a cabo la investigación con una subvención de la NASA y como miembro del Programa de Astrobiología de la NASA. El proyecto ENIGMA busca revelar el papel de las proteínas más simples que catalizaron las primeras etapas de la vida.

"Creemos que la vida se construyó a partir de bloques de construcción muy pequeños y surgió como un juego de Lego para crear células y organismos más complejos como nosotros". "dijo el autor principal Paul G. Falkowski, Investigador principal de ENIGMA y profesor distinguido en la Universidad de Rutgers-New Brunswick, quien dirige el Laboratorio de Biofísica Ambiental y Ecología Molecular. "Creemos que hemos encontrado los componentes básicos de la vida:el conjunto de Lego que llevó, por último, a la evolución de las células, animales y plantas."

El equipo de Rutgers se centró en dos "pliegues" de proteínas que probablemente sean las primeras estructuras en el metabolismo temprano. Son un pliegue de ferredoxina que se une a compuestos de hierro-azufre, y un pliegue "Rossmann", que se une a los nucleótidos (los componentes básicos del ADN y el ARN). Estas son dos piezas del rompecabezas que deben encajar en la evolución de la vida.

Las proteínas son cadenas de aminoácidos y la ruta tridimensional de una cadena en el espacio se llama pliegue. Las ferredoxinas son metales que se encuentran en las proteínas modernas y transportan electrones alrededor de las células para promover el metabolismo. Los electrones fluyen a través de los sólidos, líquidos y gases y sistemas vivos de energía, y la misma fuerza eléctrica debe estar presente en cualquier otro sistema planetario con posibilidad de sustentar la vida.

Hay evidencia de que los dos pliegues pueden haber compartido un ancestro común y, si es verdad, el antepasado puede haber sido la primera enzima metabólica de la vida.