Artigos e Variedades
Saúde - Educação - Cultura - Mundo - Tecnologia - Vida
Processo que pode ter levado às primeiras moléculas orgânicas

Processo que pode ter levado às primeiras moléculas orgânicas

Uma nova pesquisa liderada pelo Museu Americano de História Natural e financiada pela NASA identifica um processo que pode ter sido a chave na produção das primeiras moléculas orgânicas na Terra cerca de 4 bilhões de anos atrás, antes da origem da vida. O processo, que é semelhante ao que pode ter ocorrido em algumas antigas fontes hidrotermais subaquáticas, também pode ter relevância para a busca por vida em outras partes do universo. Os detalhes do estudo foram publicados esta semana na revista Proceedings of the National Academy of Sciences .

Bolhas do oceano (imagem conservada em estoque).
Crédito: © kichigin19 / stock.adobe.com

Toda a vida na Terra é construída de moléculas orgânicas - compostos feitos de átomos de carbono ligados a átomos de outros elementos, como hidrogênio, nitrogênio e oxigênio. Na vida moderna, a maioria dessas moléculas orgânicas se origina da redução do dióxido de carbono (CO 2 ) por meio de várias vias de "fixação de carbono" (como a fotossíntese nas plantas). Mas a maioria dessas vias requer energia da célula para funcionar ou acredita-se que tenha evoluído relativamente tarde. Então, como surgiram as primeiras moléculas orgânicas, antes da origem da vida?

Para resolver esta questão, o Museum Gerstner Scholar Victor Sojo e Reuben Hudson do College of the Atlantic no Maine desenvolveram uma nova configuração baseada em reatores microfluídicos, minúsculos laboratórios independentes que permitem aos cientistas estudar o comportamento dos fluidos - e neste caso , gases também - em microescala. Versões anteriores do reator tentaram misturar bolhas de gás hidrogênio e CO 2 no líquido, mas nenhuma redução ocorreu, possivelmente porque o gás hidrogênio altamente volátil escapou antes de ter a chance de reagir. A solução veio em discussões entre Sojo e Hudson, que dividiram uma bancada de laboratório no RIKEN Center for Sustainable Resource Science em Saitama, Japão. O reator final foi construído no laboratório de Hudson, no Maine.

"Em vez de borbulhar os gases dentro dos fluidos antes da reação, a principal inovação do novo reator é que os fluidos são movidos pelos próprios gases, então há muito pouca chance de eles escaparem", disse Hudson.

Os pesquisadores usaram seu projeto para combinar hidrogênio com CO 2 para produzir uma molécula orgânica chamada ácido fórmico (HCOOH). Este processo sintético se assemelha à única via conhecida de fixação de CO 2 que não requer um suprimento de energia geral, chamada via Wood-Ljungdahl acetil-CoA. Por sua vez, esse processo se assemelha a reações que podem ter ocorrido em antigas fontes hidrotermais oceânicas.

"As consequências vão muito além da nossa própria biosfera", disse Sojo. "Sistemas hidrotérmicos semelhantes podem existir hoje em outros lugares do sistema solar, mais notavelmente em Enceladus e Europa - luas de Saturno e Júpiter, respectivamente - e, portanto, previsivelmente em outros mundos rochosos de água em todo o universo."

"Entender como o dióxido de carbono pode ser reduzido em condições geológicas amenas é importante para avaliar a possibilidade de uma origem de vida em outros mundos, o que contribui para a compreensão de como a vida comum ou rara pode ser no universo", acrescentou Laurie Barge da NASA Jet Propulsion Laboratório, autor do estudo.

Os pesquisadores transformaram o CO 2 em moléculas orgânicas em condições relativamente suaves, o que significa que as descobertas também podem ter relevância para a química ambiental. Diante da crise climática em curso, há uma busca contínua por novos métodos de redução de CO 2 .

"Os resultados deste artigo abordam vários temas: desde a compreensão das origens do metabolismo, à geoquímica que sustenta os ciclos do hidrogênio e do carbono na Terra, e também às aplicações da química verde, onde o trabalho inspirado na biogeo pode ajudar a promover a química reações em condições moderadas ", acrescentou Shawn E. McGlynn, também autor do estudo, com base no Instituto de Tecnologia de Tóquio.

Outros autores neste estudo incluem Ruvan de Graaf e Mari Strandoo Rodin do College of the Atlantic, Aya Ohno do RIKEN Center for Sustainable Resource Science no Japão, Nick Lane da University College London, Yoichi MA Yamada da RIKEN, Ryuhei Nakamura da RIKEN e Instituto de Tecnologia de Tóquio, e Dieter Braun da Ludwig-Maximilians University em Munique.

Este trabalho foi apoiado em parte pelo Maine Space Grant Consortium da NASA (SG-19-14 e SG-20-19), a US National Science Foundation (1415189 e 1724300), a Japan Society for the Promotion of Science (FY2016-PE- 16047 e FY2016-PE-16721), o Instituto Nacional de Ciências Médicas Gerais dos Institutos Nacionais de Saúde (P20GM103423), a Organização Europeia de Biologia Molecular (ALTF- 725 1455-2015), o Instituto de Estudos Avançados em Berlim e a Família Gerstner Fundação.

Fonte da história:

Materiais fornecidos pelo American Museum of Natural History . Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.

Referência do jornal :

  1. Reuben Hudson, Ruvan de Graaf, Mari Strandoo Rodin, Aya Ohno, Nick Lane, Shawn E. McGlynn, Yoichi MA Yamada, Ryuhei Nakamura, Laura M. Barge, Dieter Braun, Victor Sojo. Redução de CO 2 impulsionada por um gradiente de pH . Proceedings of the National Academy of Sciences , 2020; 202002659 DOI: 10.1073 / pnas.2002659117

Cite esta página :

Museu americano de história natural. "Processo que pode ter levado às primeiras moléculas orgânicas: novas pesquisas podem ter relevância para pesquisar vida extraterrestre, química verde." ScienceDaily. ScienceDaily, 8 de setembro de 2020. .

Museu americano de história natural

Comente essa publicação