Hallada en un asteroide una de las cuatro letras del ARN, la mol¨¦cula esencial para la vida

Un equipo de cient¨ªficos japoneses anuncia hoy un descubrimiento que puede contribuir a explicar una de las mayores preguntas de la ciencia: ?c¨®mo surgi¨® la vida en la Tierra?

La respuesta, seg¨²n ellos, hay que buscarla en el material m¨¢s antiguo del sistema solar al que se ha tenido acceso: unos cinco gramos de tierra extra¨ªda por la sonda espacial Hayabusa 2 de la superficie de Ryugu. Este asteroide es una esfera negruzca de unos 900 metros de di¨¢metro que orbita entre Marte y la Tierra a una distancia m¨ªnima de casi 100.000 kil¨®metros. Para los cient¨ªficos, es como una c¨¢psula del tiempo que ha permanecido errante e intacta desde los or¨ªgenes del sistema solar, hace 4.500 millones de a?os. Su composici¨®n desvela c¨®mo es el material m¨¢s antiguo y b¨¢sico con el que se formaron despu¨¦s todos los planetas, incluida la Tierra.

En diciembre de 2014, Jap¨®n lanz¨® la sonda Hayabusa 2, que deb¨ªa convertirse en la primera nave humana capaz de visitar un asteroide, arrancarle muestras y enviarlas de vuelta a la Tierra. Su predecesora Hayabusa 1 ya hab¨ªa hecho algo similar, pero la cantidad de tierra arrancada a su asteroide, Itokawa, era muy escasa. Al llegar hasta Ryugu, la Hayabusa 2 no solo recolect¨® tierra de la superficie, sino que dispar¨® proyectiles a Ryugu dejando sus entra?as al descubierto y tomando muestras del interior.

En diciembre de 2020, una c¨¢psula blindada sobrevivi¨® a la entrada en la atm¨®sfera y se estrell¨® en un remoto paraje del desierto del sur de Australia. Eran las muestras enviadas por Hayabusa 2. Un tiempo despu¨¦s, los investigadores confirmaron que la nave hab¨ªa recuperado 5,4 gramos pr¨ªstinos de asteroide. Era el material m¨¢s antiguo y puro al que hab¨ªa tenido acceso la humanidad.

Los cient¨ªficos han tomado esa tierra y la han disuelto en agua muy caliente en busca de mol¨¦culas org¨¢nicas. Los ¨²ltimos resultados, publicados hoy en Nature Communications, muestran que Ryugu contiene uracilo, una de las cuatro letras gen¨¦ticas de las que se compone el ARN. Se piensa que esta mol¨¦cula complementaria del ADN, aunque m¨¢s sencilla, pudo ser la primera forma de vida de la Tierra.

Yasuhiro Oba, bioqu¨ªmico de la Universidad de Hokkaido y primer autor del estudio, explica a EL PA?S que ¡°la presencia de uracilo en Ryugu es una prueba concluyente de que este compuesto est¨¢ presente en el material extraterrestre [que compone asteroides y otros cuerpos]¡±. ¡°Este hallazgo refuerza a¨²n m¨¢s la hip¨®tesis de que las mol¨¦culas org¨¢nicas presentes en meteoritos, asteroides y cometas contribuyeron a la evoluci¨®n prebi¨®tica de la Tierra temprana y posiblemente al origen de la vida en este planeta¡±, asegura.

La Tierra se form¨® hace 4.500 millones de a?os a base de polvo y rocas que se hab¨ªan acumulado en torno al Sol. El material que no usaron los planetas gigantes, como J¨²piter y Saturno, qued¨® disponible para formar los cuatro planetas rocosos: Marte, Venus, Mercurio y la Tierra.

Hace unos 4.100 millones de a?os, una Tierra joven sufri¨® un intenso bombardeo de cometas y asteroides. A bordo de esos cuerpos habr¨ªa podido llegar buena parte del agua de los oc¨¦anos actuales y tambi¨¦n compuestos org¨¢nicos b¨¢sicos. Las primeras formas de vida, microbios que ya tienen la capacidad de reproducirse, ya estaban presentes hace unos 3.700 millones de a?os. Aunque nadie sabe c¨®mo surgieron, es posible que el ADN y el ARN que les permiti¨® proliferar y evolucionar se formase en un entorno con calor, agua y esos ladrillos b¨¢sicos de la vida posiblemente llegados del espacio, como las chimeneas hidrotermales del fondo del oc¨¦ano.

Los cient¨ªficos tambi¨¦n han hallado ¨¢cido nicot¨ªnico, que ayuda los seres vivos a extraer energ¨ªa de los nutrientes

Los cient¨ªficos nipones asociados a Hayabusa 2, de la Agencia Espacial Japonesa, tambi¨¦n han hallado otros compuestos org¨¢nicos, como el ¨¢cido nicot¨ªnico, presente en la vitamina B3. En nuestro planeta, esta mol¨¦cula ayuda a los seres vivos a extraer energ¨ªa de los nutrientes, crear reservas de colesterol y grasa y formar y preservar el ADN.

Es la primera vez que se encuentra uracilo en un asteroide, resalta Oba. Uno de los resultados m¨¢s interesantes es que las muestras extra¨ªdas del interior del asteroide contienen m¨¢s uracilo que las superficiales, mucho m¨¢s azotadas por la radiaci¨®n y la exposici¨®n al vac¨ªo. Esto confirma la visi¨®n de los asteroides como cofres que protegen material intacto desde los or¨ªgenes del sistema solar.

Este hallazgo se une al de otros equipos, que previamente hab¨ªan hallado uracilo en meteoritos; fragmentos de asteroides que sobreviven a la entrada en la atm¨®sfera terrestre y caen en su superficie. Tambi¨¦n en meteoritos se han hallado el resto de ¡°letras¡± que componen el ARN y el ADN: adenina (A), citosina (C ), guanina (G) y timina (T). En estudios anteriores, el equipo de Hayabusa ya hab¨ªa anunciado que en Ryugu tambi¨¦n hay amino¨¢cidos, ladrillos fundamentales para formar prote¨ªnas a partir de la informaci¨®n almacenada en el ADN. Los amino¨¢cidos hallados en ese cuerpo eran definitivamente alien¨ªgenas, pues no estaban entre los 20 que usan los organismos terrestres para formar las prote¨ªnas que los mantienen vivos.

¡°Este hallazgo refuerza a¨²n m¨¢s la hip¨®tesis de que las mol¨¦culas org¨¢nicas presentes en meteoritos posiblemente contribuyeron al origen de la vida en este planeta¡±

Es toda una haza?a cient¨ªfica y as¨¦ptica haber conseguido tomar muestras a millones de kil¨®metros de la Tierra, traerlas de vuelta y analizarlas en varios laboratorios, tanto en Jap¨®n como en EE UU, sin que se hayan contaminado en absoluto, un problema que s¨ª existe a menudo con los meteoritos hallados en la superficie.

Juli Peret¨®, experto en biolog¨ªa sint¨¦tica de la Universidad de Valencia, resalta que se trata de un estudio ¡°muy bueno t¨¦cnicamente¡±. ¡°Lo que nos muestra es que los asteroides m¨¢s antiguos contienen ya los ladrillos y la argamasa de la vida, aunque a¨²n no construcciones, como paredes¡±, ejemplifica.

El uracilo hallado en Ryugu est¨¢ compuesto de cuatro ¨¢tomos de carbono, cuatro de hidr¨®geno, dos de nitr¨®geno y dos de ox¨ªgeno (C4H4N202). En la naturaleza, ese uracilo no va solo, sino que necesita asociarse a una mol¨¦cula de az¨²car llamada ribosa y que tiene cinco carbonos, cinco ox¨ªgenos y 10 hidr¨®genos, y adem¨¢s tres mol¨¦culas de fosfato, con cuatro hidr¨®genos, un f¨®sforo y cuatro ox¨ªgenos. Y a todo esto se sumar¨ªan otras letras de ARN, con tantos otros az¨²cares y compuestos de f¨®sforo asociados, un nivel de complejidad bioqu¨ªmica que nunca se ha hallado en asteroides, meteoritos o cometas. Y aun as¨ª estar¨ªamos a a?os luz de las dimensiones de los seres vivos unicelulares m¨¢s sencillos que podr¨ªan asemejarse a los primeros que aparecieron en la Tierra hace unos 4.000 millones de a?os. ¡°Un genoma peque?o de bacteria de vida libre puede alcanzar el mill¨®n de mon¨®meros [letras de ADN], y el n¨²mero de ¨¢tomos totales ser¨ªa de unos 40 millones¡±, explica Peret¨®. Seg¨²n el experto, aqu¨ª est¨¢ el dilema clave de la vida. En la Tierra bastan cuatro letras gen¨¦ticas para formar ADN, y apenas 20 amino¨¢cidos para formar los 200 millones de prote¨ªnas distintas que permiten vivir a todos los seres vivos del planeta.

En el espacio se pudo formar una gran diversidad de compuestos b¨¢sicos, pero solo en la Tierra fue posible la enorme complejidad necesaria para formar seres vivos; primero, microbios unicelulares, y mucho tiempo despu¨¦s, todo un estallido de seres repartidos en tres grandes dominios: bacterias, arqueas y eucariotas, el tipo de seres hechos con c¨¦lulas complejas con n¨²cleo para guardar su ADN y que incluye a humanos, animales, plantas y hongos. Otro gran misterio de la evoluci¨®n de la vida es que el tama?o no importa: hay amebas cuyo genoma es 100 veces mayor que el de un ser humano, aunque ambos est¨¢n construidos con variaciones y repeticiones de las mismas cuatro letras gen¨¦ticas.

Ester L¨¢zaro, investigadora del Centro de Astrobiolog¨ªa (CAB), en Madrid, opina que estas nuevas pruebas ¡°se a?aden y refuerzan lo que ya muchos ten¨ªamos en la cabeza¡±, en referencia a que los ladrillos b¨¢sicos de la vida pudieron llegar al planeta a bordo de asteroides y cometas.

Marta Ruiz, investigadora de qu¨ªmica prebi¨®tica en el CAB, explica: ¡°Los compuestos identificados son interesantes desde el punto de vista de la qu¨ªmica prebi¨®tica y de las hip¨®tesis de la evoluci¨®n qu¨ªmica que intentan explicar la aparici¨®n de la vida en la Tierra a partir de un muestrario de mol¨¦culas org¨¢nicas, bien originadas en nuestro propio planeta o bien que viajaron hasta ¨¦l transportadas en meteoritos y asteroides, que fueron capaces de autoensamblarse, autoorganizarse y finalmente generar las primeras protoc¨¦lulas¡±. ¡°El uracilo¡±, resalta, ¡°forma parte de los actuales ¨¢cidos nucleicos (ARN y ADN), los imidazoles, que tambi¨¦n se han hallado en Ryugu, pudieron actuar como catalizadores para la activaci¨®n de nucle¨®tidos y amino¨¢cidos como agentes de condensaci¨®n, y el ¨¢cido nicot¨ªnico forma parte del actual metabolismo celular formando parte de algunas coenzimas¡±.

En septiembre de este a?o, otra c¨¢psula herm¨¦tica llegada del espacio atravesar¨¢ la atm¨®sfera, abrir¨¢ su paraca¨ªdas y aterrizar¨¢ suavemente en alg¨²n lugar del Gran Desierto del Lago Salado de Utah, en Estados Unidos. Ser¨¢ el primer intento de la NASA de emular la haza?a lograda por Jap¨®n. Si todo sale bien, dentro del cofre ir¨¢n las muestras de tierra pr¨ªstina de Bennu, un asteroide de 490 metros de di¨¢metro que ha ca¨ªdo en una ¨®rbita cercana a la Tierra por el empuje gravitacional de los planetas gigantes. El riesgo de colisi¨®n con la Tierra es nulo al menos en el pr¨®ximo siglo, seg¨²n la NASA, pero la agencia envi¨® all¨ª la misi¨®n OSIRIS-REx para recoger muestras. El japon¨¦s Oba formar¨¢ parte del equipo que analice ese material, determine su edad y, tal vez, encuentre compuestos org¨¢nicos que permitan aclarar algo m¨¢s c¨®mo comenz¨® todo.

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