Roma – La vita è evoluta solo grazie ad aminoacidi che sapevano autoassemblarsi in maniera stabile. A risolvere uno dei quesiti più importanti della comparse della vita sulla Terra un esperimento condotto da Moran Frenkel-Pinter e dai membri del suo laboratorio, Sarah Fisher e i Yishi Ezerzer dell’Istituto di Chimica e del Centro per le Nanoscienze e le Nanotecnologie dell’Università Ebraica che hanno pubblicato i risultati delle loro ricerche sui Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). ha esplorato le proprietà dei depsipeptidi , semplici molecole modello simili a peptidi che potrebbero essersi formate sulla Terra primordiale attraverso processi naturali. A differenza dei peptidi moderni, i depsipeptidi contengono una combinazione di legami esterei e ammidici, che li rende più facili da formare in condizioni prebiotiche ma meno stabili nel tempo.
Ogni organismo vivente sulla Terra forma le sue proteine a partire dallo stesso identico insieme di 20 amminoacidi. Perché proprio quello specifico insieme? Il nuovo studio suggerisce che la dipendenza della vita da questi 20 amminoacidi non è casuale. Una domanda chiave ha tormentato gli scienziati per decenni: perché la vita ha favorito gli amminoacidi alfa rispetto alle loro controparti beta o gamma, nonostante tutti fossero abbondanti sulla Terra prebiotica? Per verificare se l’assemblaggio molecolare avesse un ruolo, Frenkel-Pinter e il suo team hanno sintetizzato depsipeptidi utilizzando un’ampia gamma di idrossiacidi e amminoacidi, per poi osservarne la capacità di autoassemblarsi in soluzione.
I risultati sono stati sorprendenti. I depsipeptidi formati da acidi alfa formavano facilmente assemblaggi stabili, simili a goccioline, che persistevano per settimane, anche dopo congelamento e scongelamento. Al contrario, gli assemblaggi a base beta, se formati, si separavano di fase più rapidamente in soluzione e mostravano una stabilità fisica significativamente inferiore. Questa differenza, sostengono i ricercatori, potrebbe essere stata un fattore decisivo nella “scelta” evolutiva dello scheletro alfa.
“L’autoassemblaggio è uno dei prerequisiti fondamentali della vita – ha spiegato Frenkel-Pinter -I nostri risultati suggeriscono che la capacità superiore dei proto-peptidi alfa di formare compartimenti stabili potrebbe aver conferito loro un vantaggio evolutivo cruciale, ponendo le basi per le strutture proteiche che osserviamo oggi in biologia”. ” La questione del perché l’evoluzione abbia selezionato uno specifico insieme di amminoacidi è rimasta a lungo un mistero. Compiere anche un solo passo avanti verso la risposta a questa domanda di lunga data è straordinario, ed è un privilegio contribuire a questa ricerca”, ha affermato Yishi Ezerzer, studente magistrale che co-guida questo progetto insieme a Sarah Fisher del gruppo Frenkel-Pinter. “Dimostriamo qui, per la prima volta, – ha detto – la capacità dei depsipeptidi di autoassemblarsi, in modo simile ai peptidi moderni. Sebbene queste scoperte rappresentino una svolta nel campo dell’evoluzione chimica, potrebbero avere implicazioni future anche per altri settori, come l’industria farmaceutica”. Lo studio segna la prima volta in cui le proprietà di assemblaggio degli scheletri protopeptidici alfa e beta sono state confrontate direttamente. Dimostrando che la stabilità a livello molecolare potrebbe aver influenzato l’evoluzione chimica, la ricerca propone un modello di selezione guidato dall’assemblaggio per i primi elementi costitutivi della vita. Queste scoperte aggiungono una nuova dimensione agli studi sulle origini della vita, suggerendo che non è stata solo la reattività chimica, ma anche la capacità di autoassemblaggio duraturo, a plasmare la transizione dalla chimica prebiotica alla biologia.(30Science.com)
