Nuevo papel del cianuro en el surgimiento de la vida en la Tierra y la búsqueda de vida extraterrestre

Hoy en día, el gas cianuro incoloro y letal se conoce como un veneno de acción rápida y un arma química. Sin embargo, hace 4.000 millones de años, pudo haber sido un precursor de la vida. Los químicos de Scripps Research en La Jolla (EE.UU.) han demostrado por primera vez cómo el cianuro podría haber permitido que algunas de las primeras reacciones metabólicas crearan compuestos a base de carbono a partir del dióxido de carbono. Además de comprender mejor la evolución de la vida en la Tierra, este descubrimiento brinda a los científicos una idea de la química potencial de la vida en otros planetas.

«Cuando buscamos signos de vida, ya sea en la Tierra primitiva o en otros planetas, basamos la búsqueda en la bioquímica que sabemos que existe en la vida actual. El hecho de que estas mismas reacciones metabólicas puedan ser impulsadas por el cianuro muestra que la vida puede ser muy diferente«, comenta el doctor Ramanarayanan Krishnamurthy, profesor asociado de química en Scripps Research y autor principal del nuevo artículo, publicado hoy en la revista Nature Chemistry.

A diferencia de las versiones anteriores de r-TCA que usaban metales, el ciclo basado en cianuro funcionaba a temperatura ambiente y en un amplio rango de pH

Algunas bacterias que existen hoy en la Tierra utilizan una serie de reacciones químicas conocidas como el ciclo inverso del ácido tricarboxílico (ciclo r-TCA) para metabolizar el dióxido de carbono y el agua en compuestos químicos que son necesarios para la vida. Muchos científicos sospechan que el ciclo r-TCA ocurrió en la superficie de la Tierra primitiva para crear las moléculas necesarias para la vida. El único problema: el ciclo actual de r-TCA se basa en un conjunto de proteínas complejas que no habrían existido antes de que evolucionara la vida. Los investigadores han demostrado que, en la turbia sopa primordial de hace cuatro mil millones de años, ciertos metales podrían haber provocado las mismas reacciones sin las proteínas actuales, pero sólo en condiciones extremadamente ácidas y calientes, que no se sospecha que prevalecieran en la Tierra primitiva.

Krishnamurthy y sus compañeros de investigación se preguntaron si otra molécula podría provocar las mismas reacciones en condiciones más moderadas. Sabían que el cianuro estaba presente en la atmósfera de la Tierra primitiva y comenzaron a formular hipótesis sobre un conjunto de reacciones que podrían haber usado cianuro para producir moléculas orgánicas a partir de dióxido de carbono. Luego, probaron las reacciones en un tubo de ensayo. Funcionó: el cianuro actuó en lugar de proteínas o metales para transportar electrones entre moléculas.

Una reacción simple

«Su simpleza fue aterradora«, recuerda Krishnamurthy. «Realmente no tuvimos que hacer nada especial, mezclamos estas moléculas, esperamos y la reacción ocurrió espontáneamente«.

A diferencia de las versiones anteriores de r-TCA que usaban metales, el ciclo basado en cianuro funcionaba a temperatura ambiente y en un amplio rango de pH que reflejaba las condiciones que probablemente habrían estado presentes en la Tierra primitiva.

Además, el equipo pasó a demostrar que el cianuro permitió una versión aún más simple del ciclo r-TCA, una que omitió algunos de los pasos y las moléculas intermedias menos estables del ciclo moderno. Este subconjunto de reacciones podría haber sido anterior al ciclo completo de r-TCA en el surgimiento de la vida, sugiere Krishnamurthy.

Posible evolución de la vida a partir de esta química

No hay forma de probar sin lugar a dudas qué química tuvo lugar en la Tierra primitiva, agrega el doctor. Pero el descubrimiento del nuevo conjunto de reacciones permite un nuevo conjunto de condiciones hipotéticas que podrían ser compatibles con la vida. Y eso tiene implicaciones para la búsqueda de la misma, en el pasado de nuestro planeta y en otros lugares.

«Nos libera de decir que debe haber ciertos metales y unas condiciones extremas«, comenta Krishnamurthy. «Podría haber vida que evolucione a partir de esta química basada en cianuro«.

Además de Krishnamurthy, los autores del estudio, «El cianuro como reductor primordial permite una vía de glioxilato reductor protometabólico«, son Mahipal Yadav y Sunil Pulletikurti de Scripps Research, y Jayasudhan Yerabolu, actualmente en el Instituto Nacional del Cáncer de EE.UU.

Fuente: Nature Chemistry.