Per decenni, l’ipotesi del mondo a RNA è stata la principale spiegazione dell’inizio della vita. Ciò suggerisce che prima della complessa danza del DNA e delle proteine, semplici molecole di RNA fungevano sia da modello che da motore della vita. Tuttavia, rimaneva un ostacolo scientifico persistente: come potevano molecole così complesse e autocopianti emergere spontaneamente da una caotica “zuppa primordiale” senza l’aiuto esistente?
Una nuova ricerca ha fornito una potenziale risposta scoprendo una molecola di RNA sorprendentemente piccola e semplice in grado di eseguire le fasi più difficili dell’autoreplicazione.
La svolta: ecco QT45
Un team guidato dal Laboratorio di biologia molecolare del Medical Research Council (MRC) ha identificato una specifica molecola di RNA denominata Quite Tiny 45 (QT45). A differenza delle massicce catene di RNA progettate in laboratorio utilizzate negli studi precedenti, il QT45 è abbastanza piccolo e semplice da essersi formato realisticamente nell’ambiente primordiale della Terra.
QT45 è un ribozima polimerasi, un tipo di RNA che funziona come un enzima. Nella biologia moderna, gli enzimi (che sono tipicamente proteine) agiscono come catalizzatori per accelerare le reazioni chimiche. QT45, tuttavia, svolge questo ruolo utilizzando solo RNA.
Come funziona
Sebbene QT45 non raggiunga ancora un ciclo continuo e senza interruzioni di autoreplicazione, ha padroneggiato le due componenti più critiche del processo:
1. Copia del modello: può creare una “immagine speculare” (elemento complementare) di se stesso.
2. Sintesi: può utilizzare l’immagine speculare come modello per costruire una nuova versione della molecola originale.
Dimostrando che questi due passaggi distinti possono essere eseguiti da una singola, piccola molecola, i ricercatori hanno colmato un enorme divario nella nostra comprensione di come i “manuali di istruzioni” biologici avrebbero potuto essere scritti.
Dal caos casuale alla vita funzionale
Per trovare QT45, gli scienziati non l’hanno costruito dall’alto verso il basso; lo hanno cercato dal basso verso l’alto. Hanno creato ambienti liquidi specializzati e gelidi contenenti un trilione di brevi sequenze di RNA casuali.
Attraverso cicli iterativi di test, hanno identificato la combinazione specifica che possedeva la capacità di unire insieme gli elementi costitutivi dell’RNA. Una volta ottimizzato, QT45 ha dimostrato notevoli capacità: in un periodo di 72 giorni, potrebbe sintetizzarsi e persino creare altri modelli di RNA di crescente complessità.
“Identificando un piccolo RNA, si rende molto più probabile l’idea che l’RNA autoreplicante sia emerso spontaneamente”, afferma il biochimico Edoardo Gianni.
Perché questo è importante per l’universo
Questa scoperta non si limita a colmare una lacuna nella storia biologica della Terra; sposta la nostra prospettiva sull’astrobiologia.
Se la vita può emergere da molecole relativamente semplici e piccole attraverso processi chimici spontanei, la probabilità statistica che la vita appaia altrove nell’universo aumenta in modo significativo. Comprendendo l’esatta “ricetta” che ha permesso all’RNA di dare il via alla vita sulla Terra, gli scienziati saranno meglio attrezzati per identificare firme chimiche simili su lune e pianeti distanti.
La strada da percorrere
La scoperta non è il capitolo finale. Attualmente il processo è lento e produce una quantità relativamente piccola di materiale. La prossima fase della ricerca si concentrerà su:
– Aumentare la velocità del processo di replica.
– Migliorare la resa dell’RNA sintetizzato.
– Chiudere il ciclo per ottenere un ciclo di replicazione continua e completamente autonomo senza intervento umano.
Conclusione: La scoperta di QT45 fornisce una prova di concetto tanto necessaria per l’ipotesi del mondo RNA, dimostrando che gli elementi fondamentali della vita potrebbero essere emersi da semplici reazioni chimiche su piccola scala.
