Risolto in parte l’enigma dell’origine della vita

Ricreato il primo legame RNA-amminoacidi. Uno studio evidenzia come l’RNA possa guidare l’aggancio degli amminoacidi senza enzimi complessi

Un team di ricercatori guidato dal professor Matthew Powner ha compiuto un passo che avvicina alla soluzione di uno dei grandi enigmi della biologia: come, oltre quattro miliardi di anni fa, RNA e amminoacidi si siano incontrati e legati avviando il codice genetico. Le proteine, catene di amminoacidi, sono i “motori” della vita: costruiscono tessuti e svolgono funzioni in ogni organismo. Ma non sanno trasmettere le istruzioni per replicarsi. Quel ruolo spetta all’RNA, messaggero e traduttore dell’informazione genetica. Il nodo è capire come questi mondi, diversi per struttura e funzione, si siano collegati all’inizio. In laboratorio i tentativi precedenti si erano arenati: gli amminoacidi reagivano tra loro più che con l’RNA; in acqua, condizioni instabili facevano collassare le reazioni. Un nuovo esperimento cambia il quadro e indica una via chimica plausibile che non richiede enzimi sofisticati. Non è la risposta definitiva, ma sposta il confine dell’incertezza e apre un percorso sperimentale verificabile.

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Come funziona l’esperimento: l’energia dei tioesteri

Il gruppo ha scelto una strada diversa: attivare gli amminoacidi legandoli a un gruppo contenente zolfo chiamato tioestere, un legame ad alta energia che la cellula usa ancora oggi nel metabolismo. Con questa “carica”, gli amminoacidi hanno reagito spontaneamente e in modo selettivo con l’RNA, evitando i vicoli ciechi visti in passato.
La sorpresa riguarda l’RNA: la sua architettura naturale ha guidato gli amminoacidi all’estremità del filamento, proprio dove, nelle cellule moderne, inizia la sintesi proteica. È un tassello chiave perché mostra un indirizzamento chimico coerente con il linguaggio del codice genetico.

Le parole dei ricercatori

“Le molecole di RNA – ha spiegato a BBC Science Focus il prof. Matthew Powner, autore senior dello studio – comunicano informazioni tra loro in modo altamente prevedibile ed estremamente efficace, ma gli RNA non comunicano intrinsecamente con gli amminoacidi che devono controllare nella sintesi proteica. Perciò come e perché queste due molecole si siano collegate per la prima volta è rimasto per decenni un interrogativo aperto e irrisolto.

“Queste molecole sono tutte molto semplici e con ogni probabilità esistevano sulla Terra primordiale”, ha aggiunto l’esperto. Guardando avanti, Powner fissa l’obiettivo: “elucidare l’origine del codice genetico universale della vita”. Sul traguardo operativo: “Gli scienziati costruiranno un insieme di reazioni convalidato sperimentalmente in grado di creare una ‘cellula’”. E sulla ricaduta: “Queste reazioni forniranno le informazioni necessarie per valutare in modo razionale come e dove la vita è iniziata sulla Terra”.

Dove poteva accadere: dalle pozze calde ai laghi primordiali

Il contesto geochimico è decisivo. Negli oceani le soluzioni sarebbero state troppo diluite per avviare con efficienza queste reazioni. In pozze, stagni e laghi ricchi di nutrienti, invece, concentrazioni più alte e cicli di evaporazione avrebbero creato un crogiolo favorevole. Ambienti simili alle sorgenti idrotermali superficiali, come quelle visibili oggi a Yellowstone, offrono un’immagine concreta: acqua calda, minerali, gradienti energetici, superfici reattive. In scenari del genere la chimica proposta non appare un evento isolato, ma una catena di opportunità capace di alimentare passaggi successivi verso una protocellula.

Un ponte tra due ipotesi: mondo a RNA e mondo a tioesteri

Il risultato ha anche un valore concettuale. Da un lato il “mondo a RNA”, che attribuisce all’RNA il ruolo di motore della prima evoluzione chimica. Dall’altro il “mondo a tioesteri”, in cui i tioesteri sono i carburanti ad alta energia del metabolismo primordiale. Dimostrando che i tioesteri possono attivare gli amminoacidi e che l’RNA può dirigerli nel punto giusto, l’esperimento costruisce un ponte praticabile tra le due cornici. Non chiude il dibattito, ma fornisce un punto d’incontro sperimentale, replicabile e coerente con la biochimica moderna.

Cosa cambia ora per la ricerca sulle origini

La prossima tappa è mappare una rete di reazioni coerenti che conduca, passo dopo passo, a sistemi protocellulari capaci di crescere, replicarsi ed evolvere. L’agenda è ambiziosa ma concreta: partire da molecole semplici e condizioni realistiche per costruire una storia chimica che spieghi la nascita del codice genetico. Se questa linea sarà confermata, potremo disporre di un modello sperimentale con cui valutare come e dove la vita può emergere, sulla Terra e, un domani, altrove.

Metodologia, limiti e forza del risultato

L’esperimento propone un percorso plausibile, non una ricetta definitiva. Mancano passaggi intermedi e conferme ambientali su scala più ampia. Tuttavia, il fatto che reagenti e condizioni siano semplici e compatibili con la Terra primordiale rafforza la credibilità del quadro. Il collegamento RNA–amminoacidi mediato da tioesteri non spiega da solo l’origine del codice, ma fornisce un tassello funzionale: una chimica selettiva che porta gli amminoacidi al posto giusto sul filamento di RNA, in linea con ciò che osserviamo nella sintesi proteica moderna.

Fonte:
We may have solved a major part of the puzzle of how life got started | BBC Science Focus Magazine