Se hayan pistas sobre el origen de la vida en los compuestos de cianuro encontrados en meteoritos

Concepto artístico de meteoros que impactan la tierra antigua. Algunos científicos piensan que tales impactos pueden haber entregado agua y otras moléculas útiles para la vida emergente en la Tierra. Créditos: Laboratorio de Imagen Conceptual del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA

El cianuro y el monóxido de carbono son venenos mortales para los humanos, pero los compuestos que contienen hierro, cianuro y monóxido de carbono descubiertos en meteoritos ricos en carbono por un equipo de científicos de la Universidad Estatal de Boise y la NASA pueden haber ayudado a impulsar la vida en la Tierra primitiva. Los compuestos extraterrestres encontrados en los meteoritos se asemejan al sitio activo de las hidrogenasas, que son enzimas que proporcionan energía a las bacterias y las arqueas al descomponer el hidrógeno (H 2). Sus resultados sugieren que estos compuestos también estaban presentes en la Tierra primitiva, antes de que comenzara la vida, durante un período de tiempo en el que la Tierra fue constantemente bombardeada por meteoritos y la atmósfera era probablemente más rica en hidrógeno. 

"Cuando la mayoría de la gente piensa en el cianuro, piensa en películas de espías: un tipo que se traga una pastilla, se le sale espuma por la boca y muere, pero el cianuro es probablemente un compuesto esencial para construir moléculas necesarias para la vida", explicó la Dra. Karen Smith, investigadora principal Científico en la Universidad Estatal de Boise, en Boise, Idaho. Se cree que el cianuro, un átomo de carbono unido a un átomo de nitrógeno, es crucial para el origen de la vida, ya que está involucrado en la síntesis no biológica de compuestos orgánicos como los aminoácidos y las nucleobases, que son los componentes básicos de las proteínas y los nucleicos. Ácidos utilizados por todas las formas de vida conocidas. 

Smith es el autor principal de un artículo sobre esta investigación publicado el 25 de junio en Nature Communications. Smith, junto con el profesor asistente de Boise State, Mike Callahan, coautor del artículo, desarrolló nuevos métodos analíticos para extraer y medir rastros antiguos de cianuro en meteoritos. Encontraron que los meteoritos que contienen cianuro pertenecen a un grupo de meteoritos ricos en carbono llamados condritas CM. Otros tipos de meteoritos analizados, incluido un meteorito marciano, no contenían cianuro. 

"Los datos recopilados por la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA del asteroide Bennu indican que está relacionada con las condritas de CM", dijo el coautor Jason Dworkin del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "OSIRIS-REx traerá una muestra de Bennu para estudiar en la Tierra en 2023. Buscaremos estos compuestos para tratar de conectar a Bennu con meteoritos conocidos y comprender el posible suministro de compuestos prebióticos como el cianuro, que puede haber ayudado a comenzar. La vida en la Tierra primitiva u otros cuerpos en el sistema solar ". 

Los meteoritos contienen compuestos metálicos y orgánicos que se asemejan a porciones de enzimas que se encuentran en bacterias y arqueas. CN es cianuro, CO es monóxido de carbono, Fe es hierro, Ni es níquel. Créditos: Smith et al. Nature Communications, 2019.

El cianuro se ha encontrado en meteoritos antes. Sin embargo, en el nuevo trabajo, Smith y Callahan se sorprendieron al descubrir que el cianuro, junto con el monóxido de carbono (CO), se unían con el hierro para formar compuestos estables en los meteoritos. Identificaron dos complejos diferentes de ciano-carbonilo de hierro en los meteoritos utilizando cromatografía líquida de alta resolución-espectrometría de masas. "Una de las observaciones más interesantes de nuestro estudio es que estos complejos de hierro ciano-carbonilo se parecen a partes de los sitios activos de hidrogenasas, que tienen una estructura muy distinta", dijo Callahan. 

Las hidrogenasas están presentes en casi todas las bacterias y archaea modernas y se cree que son de origen antiguo. Las hidrogenasas son proteínas grandes, pero el sitio activo, la región donde se producen las reacciones químicas, es un compuesto orgánico-metal mucho más pequeño contenido dentro de la proteína, según Callahan. Este es el compuesto que se parece a los compuestos que contienen cianuro que el equipo descubrió en los meteoritos. 

Un misterio permanente sobre el origen de la vida es cómo podría haber surgido la biología a partir de procesos químicos no biológicos. Las similitudes entre los sitios activos en las enzimas de la hidrogenasa y los compuestos de cianuro que el equipo encontró en los meteoritos sugieren que los procesos no biológicos en los asteroides progenitores de los meteoritos y en la Tierra antigua podrían haber hecho moléculas útiles para la vida emergente. 

“El cianuro y el monóxido de carbono unidos a un metal son inusuales y raros en las enzimas. Las hidrogenasas son la excepción. Cuando comparas la estructura de estos complejos de hierro ciano-carbonilo en meteoritos con estos sitios activos en hidrogenasas, te preguntas si hubo un vínculo entre los dos”, agregó Smith. “Es posible que los complejos de hierro ciano-carbonilo hayan sido un precursor de estos sitios activos y luego se hayan incorporado en proteínas hace miles de millones de años. Estos complejos probablemente también actuaron como fuentes de cianuro en la Tierra primitiva”. 

Fuente: NASA/Goddard Space Flight Center,