L’origine della vita sulla Terra? Grazie al manganese

 

La resistenza alle radiazioni degli antiossidanti al manganese potrebbe aver promosso la vita sulla Terra primordiale.

 

Strutture simili a cellule che contenevano antiossidanti al manganese resistenti alle radiazioni gamma potrebbero essere esistite sulla Terra primitiva, consentendo l’evoluzione della vita, secondo un modello pubblicato su Nature Communications.

 Questi risultati fanno luce su come le prime cellule potrebbero essersi protette dai danni delle radiazioni durante l’evoluzione.

Si pensava che le prime cellule, chiamate protocellule, fossero emerse in condizioni estreme sulla Terra primordiale, note per avere livelli di radiazione molto più elevati rispetto ai livelli attuali.

Tuttavia, non è chiaro come le protocellule siano state protette dalla distruzione da parte delle radiazioni, che causano la produzione di specie reattive dell’ossigeno che danneggiano le molecole biologiche.

Studi precedenti hanno dimostrato che il polifosfato – una catena di molti residui di fosfato – e gli ioni manganese proteggono dallo stress ossidativo nel batterio Deinococcus radiodurans, che è anche resistente ad alte dosi di radiazioni gamma.

Studio si cinesi riportano un modello di protocellula radioresistente composto da due tipi principali di coacervati (goccioline liquide che modellano le protocellule): coacervati polifosfato-manganese e coacervati polifosfato-peptidi.

Li hanno esposti ad alti livelli di radiazioni gamma che potrebbero essere esistite sulla Terra primitiva e hanno scoperto che i coacervati polifosfato-manganese sono rimasti intatti e sono stati in grado di proteggere le proteine reclutate, mentre i coacervati polifosfato-peptidi sono stati distrutti.

Gli autori suggeriscono che la radioresistenza è mediata dalla capacità degli antiossidanti del manganese di eliminare le specie reattive dell’ossigeno.

Gli autori hanno quindi assemblato un coacervato polifosfato-manganese con peptide polifosfato e coacervato di DNA in una struttura simile a una cellula.

Hanno scoperto che il citoplasma polifosfato-manganese (il liquido che riempie l’interno del modello cellulare) era in grado di proteggere il peptide e il nucleo contenente DNA dai danni delle radiazioni.

I risultati potrebbero fornire un meccanismo per la protezione dalle radiazioni delle cellule precoci e delle molecole biologiche al loro interno, che potrebbe aver aiutato l’evoluzione delle protocellule nelle cellule attuali, suggeriscono gli autori.