Minerale e organica: come scoprire l’origine della vita

2569

Una delle ipotesi che trova oggi consensi sull’origine della vita suggerisce un ruolo importante da parte delle superfici di minerali inorganici nell’organizzazione e attivazione dei “mattoni” biologici essenziali alla comparsa della vita sulla Terra. Secondo questa ipotesi, dopo la formazione di una vasta gamma di molecole organiche prebiotiche (sia nel brodo primordiale che per acquisizione dalle profondita’ dello spazio), soltanto

Una delle ipotesi che trova oggi consensi sull'origine della vita suggerisce un ruolo importante da parte delle superfici di minerali inorganici nell'organizzazione e attivazione dei "mattoni" biologici essenziali alla comparsa della vita sulla Terra. Secondo questa ipotesi, dopo la formazione di una vasta gamma di molecole organiche prebiotiche (sia nel brodo primordiale che per acquisizione dalle profondita' dello spazio), soltanto alcune di queste avrebbero costiuito il "set ottimale" che avrebbe effettivamente determinato l'origine della vita. Il set ottimale sarebbe stato concentrato e organizzato da opportune superfici inorganiche, messe a disposizione dai cristalli dei minerali presenti sulla Terra. Il limite sperimentale per la verifica di questo modello e' finora risieduto nell'ingentissimo numero di possibili combinazioni tra "stampo" inorganico e molecola organica. E' possibile identificare fra tutte quelle combinazioni che piu' verosimilmente hanno avuto luogo circa quattro miliardi di anni fa, quando si e' formata la prima cellula organizzata?

Secondo Robert Hazen, gia' presidente della Mineralogical Society of America e affermato geologo del Carnegie Institution's Geophysical Laboratory, la risposta a questa domanda e' positiva: il suo team di ricerca ha infatti messo a punto una serie di protocolli e procedure da applicare ad una tecnica mutuata dall'ormai famoso DNA microarray allo scopo di riuscire ad individuare rapidamente le possibili coppie superficie minerale/molecola organica. Al posto della ricerca dei geni attivati in una certa molecola di DNA, la tecnica e' stata utilizzata per sondare l'interazione tra ciascuna superficie minerale considerata e 96 diverse molecole organiche prebiotiche: gli autori stimano che la tecnica potra' essere applicata fino ad un milione di molecole organiche alla volta per ciascuna superficie minerale appositamente preparata. Con la tecnica del microarray diventa molto semplice e rapido preparare e sondare milioni di possibili combinazioni: l'analisi chimica delle superfici viene poi eseguita grazie ad una particolare spettrometria di massa denominata ToF-SIMS, che permette di valutare molto accuratamente il tipo e la natura del legame tra la sostanza organica effettivamente legata e la superficie minerale.

Hazen non e' nuovo ad esperimenti di questo tipo: qualche anno fa era riuscito a dimostrare con un elegante esperimento che l'acido aspartico di tipo L, uno dei venti amminoacidi che vanno a costruire tutte le proteine del mondo vivente, presenta attivita' ottica in quanto separato dall'identica molecola sua immagine speculare (di tipo D) in conseguenza dell'interazione con una superficie di calcite (carbonato di calcio) con una specifica orientazione (analoga al tipo L): separazioni di questo tipo sono fondamentali per lo sviluppo della vita, in quanto un tipo di molecola (il tipo L) e' presente nei viventi, mentre l'altra (di tipo D) e' completamente assente. Grande divulgatore scientifico, nonche' musicista professionista, Hazen proprio alla fine dello scorso anno ha pubblicato il suo ultimo libro dal titolo Genesis: The Scientific Quest for Life's Origins.

Potete leggere l'abstract del suo indirizzo alla Mineralogical Society sull'ultimo numero della rivista American Mineralogist: senz'altro un bell'esempio di ricerca interdisciplinare che coinvolge le scienze biologiche, geologiche e chimiche.

Paola Nardi