/ lunes 16 de marzo de 2020

El origen de la vida... descubren bloques de construcción de primeros organismos terrestres

Los péptidos primordiales podrían haber aparecido hace cuatro billones de años

Madrid.- Investigadores estadounidenses han descubierto los orígenes de las estructuras proteínicas responsables del metabolismo que permitió las primeras formas de vida terrestres: moléculas simples que alimentaron la vida temprana en la Tierra y cuyo rastro químico podría servir a los bioquímicos para buscar vida en otros planetas.

La investigación, coordinada por un equipo de científicos de la Universidad Rutgers de Nueva Jersey (Estados Unidos), llamado ENIGMA, y subvencionada por el Programa de Astrobiología de la NASA, pretende identificar el papel de las proteínas más simples que catalizaron las primeras etapas de la vida en nuestro planeta.

Douglas Pike crea un modelo de computadora de una proteína antigua, o nanomáquina, antes de ir al laboratorio para probar sus teorías sobre cómo podría haber evolucionado / FOTO: Cortesía Universidad de Rutgers

El trabajo predice cómo eran las primeras proteínas hace entre tres mil 500 y dos mil 500 millones de años. Para saberlo, los científicos rastrearon la evolución de las enzimas (proteínas) desde el presente hasta el pasado profundo como si reconstruyeran un rompecabezas de miles de piezas.

Pero para completar el rompecabezas hacían falta dos piezas sin las cuales la vida en la Tierra no podría existir. Construyendo una red conectada por su función en el metabolismo, este equipo descubrió las piezas que faltaban.

"Sabemos muy poco sobre cómo comenzó la vida en nuestro planeta. Este trabajo nos permitió vislumbrar en lo profundo del tiempo y proponer las primeras proteínas metabólicas", explica Vikas Nanda, profesor de Bioquímica y Biología Molecular en la Universidad de Rutgers.

Los investigadores han diseñado una pequeña proteína sintética que envuelve un núcleo metálico compuesto de hierro y azufre. Esta proteína se puede cargar y descargar repetidamente, lo que le permite transportar electrones dentro de una célula. Tales péptidos pueden haber existido en los albores de la vida, moviendo electrones en los primeros ciclos metabólicos. / FOTO: Cortesía Universidad de Rutgers

En la reconstrucción del puzzle, el equipo de Rutgers se centró en dos "pliegues" de proteínas que son probablemente las primeras estructuras en el metabolismo temprano.

Se trata de un pliegue de ferredoxina que une los compuestos de hierro y azufre, y un pliegue "Rossmann", que une los nucleótidos (los bloques de construcción del ADN y el ARN). Estas son dos piezas del rompecabezas que deben encajar en la evolución de la vida.

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

Las predicciones de ENIGMA se probarán ahora en laboratorio, con el fin de intentar comprender mejor los orígenes de la vida en la Tierra y determinar cómo podría surgir la vida en otros lugares, para ello, "estamos construyendo modelos de proteínas y probando si pueden desencadenar reacciones críticas para el metabolismo temprano", detalla el bioquímico.

El candidato a doctorado en biofísica Douglas Pike, junto con los posdoctorados Josh Mancini y Saroj Poudel, están replicando proteínas de miles de millones de años atrás en una cámara libre de oxígeno que imita las condiciones de la antigua Tierra, acercándose un paso más para probar los orígenes de la vida. / FOTO: Cortesía Universidad de Rutgers

"Creemos que la vida se construyó a partir de bloques de construcción muy pequeños y surgió como un conjunto de Lego para hacer células y organismos más complejos como nosotros", relata el autor principal Paul G. Falkowski, investigador principal de ENIGMA y profesor de la Universidad de Rutgers-New Brunswick.

"Creemos que hemos encontrado los bloques de construcción de la vida, el conjunto de Lego que llevó, en última instancia, a la evolución de las células, animales y plantas", subraya el investigador estadounidense.

Madrid.- Investigadores estadounidenses han descubierto los orígenes de las estructuras proteínicas responsables del metabolismo que permitió las primeras formas de vida terrestres: moléculas simples que alimentaron la vida temprana en la Tierra y cuyo rastro químico podría servir a los bioquímicos para buscar vida en otros planetas.

La investigación, coordinada por un equipo de científicos de la Universidad Rutgers de Nueva Jersey (Estados Unidos), llamado ENIGMA, y subvencionada por el Programa de Astrobiología de la NASA, pretende identificar el papel de las proteínas más simples que catalizaron las primeras etapas de la vida en nuestro planeta.

Douglas Pike crea un modelo de computadora de una proteína antigua, o nanomáquina, antes de ir al laboratorio para probar sus teorías sobre cómo podría haber evolucionado / FOTO: Cortesía Universidad de Rutgers

El trabajo predice cómo eran las primeras proteínas hace entre tres mil 500 y dos mil 500 millones de años. Para saberlo, los científicos rastrearon la evolución de las enzimas (proteínas) desde el presente hasta el pasado profundo como si reconstruyeran un rompecabezas de miles de piezas.

Pero para completar el rompecabezas hacían falta dos piezas sin las cuales la vida en la Tierra no podría existir. Construyendo una red conectada por su función en el metabolismo, este equipo descubrió las piezas que faltaban.

"Sabemos muy poco sobre cómo comenzó la vida en nuestro planeta. Este trabajo nos permitió vislumbrar en lo profundo del tiempo y proponer las primeras proteínas metabólicas", explica Vikas Nanda, profesor de Bioquímica y Biología Molecular en la Universidad de Rutgers.

Los investigadores han diseñado una pequeña proteína sintética que envuelve un núcleo metálico compuesto de hierro y azufre. Esta proteína se puede cargar y descargar repetidamente, lo que le permite transportar electrones dentro de una célula. Tales péptidos pueden haber existido en los albores de la vida, moviendo electrones en los primeros ciclos metabólicos. / FOTO: Cortesía Universidad de Rutgers

En la reconstrucción del puzzle, el equipo de Rutgers se centró en dos "pliegues" de proteínas que son probablemente las primeras estructuras en el metabolismo temprano.

Se trata de un pliegue de ferredoxina que une los compuestos de hierro y azufre, y un pliegue "Rossmann", que une los nucleótidos (los bloques de construcción del ADN y el ARN). Estas son dos piezas del rompecabezas que deben encajar en la evolución de la vida.

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

Las predicciones de ENIGMA se probarán ahora en laboratorio, con el fin de intentar comprender mejor los orígenes de la vida en la Tierra y determinar cómo podría surgir la vida en otros lugares, para ello, "estamos construyendo modelos de proteínas y probando si pueden desencadenar reacciones críticas para el metabolismo temprano", detalla el bioquímico.

El candidato a doctorado en biofísica Douglas Pike, junto con los posdoctorados Josh Mancini y Saroj Poudel, están replicando proteínas de miles de millones de años atrás en una cámara libre de oxígeno que imita las condiciones de la antigua Tierra, acercándose un paso más para probar los orígenes de la vida. / FOTO: Cortesía Universidad de Rutgers

"Creemos que la vida se construyó a partir de bloques de construcción muy pequeños y surgió como un conjunto de Lego para hacer células y organismos más complejos como nosotros", relata el autor principal Paul G. Falkowski, investigador principal de ENIGMA y profesor de la Universidad de Rutgers-New Brunswick.

"Creemos que hemos encontrado los bloques de construcción de la vida, el conjunto de Lego que llevó, en última instancia, a la evolución de las células, animales y plantas", subraya el investigador estadounidense.

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