Una molécula, presente en todos los organismos vivos, sería fundamental para el origen de la vida

En 1953 Stanley Miller y Harold Clayton Urey, científicos de la Universidad de Chicago, realizaron la primera comprobación de que se pueden formar moléculas orgánicas a partir de sustancias inorgánicas en las condiciones que tenía nuestro planeta miles de millones de años atrás. El experimento fue clave para apoyar a la teoría de la sopa primordial en el origen de la vida. Para simular el ambiente natural existente 4000 millones de años atrás, se utilizó calor, descargas eléctricas naturales (aportes de energía) y radiaciones ultravioleta. Con este experimento simuló las condiciones prebióticas y con el aporte de energía de los electrodos logró la obtención de aminoácidos, urea, varios ácidos orgánicos, y otros componentes orgánicos, pero nunca logró la obtención de materia viva, solo algunos de sus componentes.

Cuatro décadas después, Miller seguía interesado en encontrar el origen de la vida y se centró en la panteteína, un compuesto que regula el metabolismo y es fundamental para sostener la vida. Toda la Vida. Miller intentó sintetizar la panteteína, pero falló y la duda persistió. Hasta ahora. Un equipo liderado por Matthew Powner, químico del University College de Londres, ha conseguido sintetizar este compuesto en condiciones que podrían haber ocurrido en la Tierra primitiva, lo que sugiere que jugó un papel en el inicio de la vida.

El equipo de Powner creó el compuesto en agua a temperatura ambiente utilizando moléculas formadas a partir de cianuro de hidrógeno, que probablemente abundaba en la Tierra primitiva. Una vez formada habría ayudado a las reacciones químicas que condujeron desde simples precursores de proteínas y moléculas de ARN hasta los primeros organismos vivos, lo que ocurrió hace 4 mil millones de años.

El estudio, publicado en Science, cuestiona la opinión entre algunos investigadores en el campo de que el agua es demasiado destructiva para que la vida se origine en ella y que la vida probablemente se originó en estanques que se secaban periódicamente, la famosa sopa de fango primigenia.

Las reacciones que produjeron panteteína fueron impulsadas por moléculas ricas en energía llamadas aminonitrilos, muy cercanas a otro ingrediente vital, en términos químicos: los aminoácidos. Pero los autores no se quedaron con este hallazgo inicial. Con la panteteína y los aminonitrilos demostraron que se podrían crear otros ingredientes biológicos clave en el origen de la vida, incluidos los péptidos (cadenas de aminoácidos que crean proteínas) y nucleótidos (los componentes básicos del ARN y el ADN).

“Este nuevo estudio – nos explica Powner a través de un correo electrónico - me ha convencido de que, en lugar de que la vida sea precedida por una molécula como el ARN, y que haya un mundo de ARN antes de que comenzara la vida, surgieron las moléculas básicas de la biología. Nuestro trabajo futuro analizará cómo se unieron estas moléculas y cómo la química de la panteteína se comunica con la química del ARN, para producir una química que las clases individuales de moléculas no podrían producir de forma aislada".

La principal diferencia entre la investigación de Miller y la liderada por Powner, señala el estudio, es que, mientras Miller intentó utilizar química ácida, el último utiliza nitrilos y estos son los que aportan la energía y la capacidad de selección. A eso hay que sumarle que las reacciones se realizan básicamente en agua a temperatura ambiente y aun así producen altos rendimientos de panteteína.

“Se suponía que estas moléculas debían fabricarse a partir de ácidos, porque el uso de ácidos parece ser biológico, y eso es lo que nos enseñan en la escuela y en la universidad – añade Powner -. Se nos enseña que los péptidos están hechos de aminoácidos. Nuestro trabajo sugiere que esta visión convencional ha ignorado un ingrediente esencial: la energía necesaria para forjar nuevos vínculos. Mientras un ácido necesita ser activado con un agente deshidratante, los nitrilos no necesitan esto porque ya están "deshidratados" o, más exactamente, nunca estuvieron hidratados”.

De este modo, el estudio demostraría que las reacciones podrían haber tenido lugar en piscinas o lagos de agua en la Tierra primitiva. La pregunta es cómo afecta este descubrimiento a nuestro conocimiento sobre los orígenes de la vida en la Tierra.

“La panteteína es un cofactor enzimático universal: es esencial para todos los organismos vivos de la Tierra – añade en su mensaje Powner -. Nuestros descubrimientos demuestran que la química del nitrilo puede producir selectivamente panteteína en agua. Anteriormente, también hemos demostrado que el mismo tipo de química del nitrilo puede producir los nucleótidos y péptidos de la vida”.

Obviamente, esto no acaba aquí. Por un lado, hemos descubierto que los ingredientes de la vida se pueden formar en condiciones que no esperábamos y, por otro, como dice el estudio, este compuesto es universal… ¿Puede, entonces, servir de guía para detectar vida en otros planetas?

“Más allá de la Tierra – concluye Powner -, es difícil decir algo sobre la vida, ya que nadie ha visto vida más allá de la Tierra, pero nuestros resultados sugieren que si estuvieras buscando los ingredientes para iniciar la vida y dónde encontrarlos más allá de la Tierra, buscar abundante cianuro de hidrógeno, sulfuro de hidrógeno, agua y fosfato, sería un muy buen punto de partida. Las moléculas de la vida están compuestas predominantemente de los elementos HCNOPS (sigla que se refiere a hidrógeno, carbono, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre, por lo que resulta fascinante que estas sustancias químicas simples puedan sustentar los orígenes de las estructuras biológicas”.