La vita? Un acido l'ha accesa

Corriere della Sera

14/02/2009

Come è cominciata la vita e perché non provare a farlo in laboratorio? “Fantascienza” dirà chi dovesse leggere queste righe. E lo era, certo fino a qualche anno fa, ma c'è chi sta provando davvero. Qui bisogna fare un passo indietro. Tre-quattro milioni di anni fa il mondo era fatto di oceani e lande vulcaniche. C'era una temperatura di 60-70 gradi, pochissimo ossigeno, anidride carbonica e azoto. ”Chissà, ha pensato Stanely Miller nel '53, che fra gas e fulmini non si siano create sulla terra le condizioni per arrivare a composti organici, e poi a proteine, a cellule, in una parola alla vita. Così ha fatto scoccare una scintilla in una camera piena di ammonio, metano e altri gas. Si sono formati composti organici e aminoacidi, i costituenti fondamentali delle proteine. Ma nella miscela di Miller i gas che c'erano davvero sulla terra milioni di anni fa non c'erano. Quegli esperimenti sono stati ripetuti agli inizi degli anni '90 usando i gas giusti ma così aminoacidi non se ne formavano proprio. S'è pensato che Miller avesse preso un abbaglio e per un po' questi studi sono stati abbandonati. Finché James Cleaves e Jeffrey Bada - l'ultimo studente di Miller - hanno ripreso i vecchi esperimenti con un'idea nuova. Sospettavano che  se si parte da anidride carbonica e azoto si formano composti capaci di degradare gli aminoacidi. Così hanno ripetuto gli esperimenti di Miller con certi tamponi capaci di neutralizzare i composti azotati prima che possano danneggiare gli aminoacidi. In quelle condizioni aminoacidi se ne formavano e come, e ce n'erano perfino di nuovi rispetto a quelli che aveva trovato Miller (Corriere 17 ottobre 2008). Una volta stabilito che a partire dai gas dell'atmosfera primitiva si può arrivare a composti organici (con o senza l'aiuto dei fulmini, perché  formaldeide e aminoacidi ci sono anche nelle meteore) il problema era capire come si passa dalle molecole organiche all'acido ribonucleico (RNA). L'RNA è fatto di nucleotidi  legati fra loro. Ciascun nucleotide è fatto di tre parti, la base (la lettera dell'alfabeto dei geni) una molecola di zucchero e un aggregato di atomi di fosforo e ossigeno che legano ciascuno zucchero a quello che viene dopo. I ricercatori hanno provato per anni a sintetizzare RNA in laboratorio producendo basi e zuccheri e poi cercando di legarli fra loro con dei fosfati, ma così non funziona, tanto che qualcuno ha pensato che la vita di organismi fatti di RNA sia un gradino successivo rispetto a molecole più semplici che forse sono comparse sulla terra prima dell'RNA. Ma negli ultimi mesi le cose sono cambiate. Diversi ricercatori sono stati capaci di arrivare all'RNA da molecole semplici, proprio quelle che si trovavano sulla terra milioni di anni fa. I dettagli del percorso che ha portato a questi risultati non sono ancora completamente noti, ma lo saranno presto. Se lo si può fare in laboratorio non sorprende che l'RNA si possa essere formato spontaneamente sulla superficie della terra dove, allora c'erano condizioni favorevoli. Queste reazioni hanno bisogno di una certa temperatura e un certo pH, proprio quello degli stagni di milioni di anni fa. Forse la vita è cominciata così, ma se tutto parte dall'RNA si dovrebbe ammettere che l'RNA è capace di replicarsi senza l'aiuto di altre proteine.
Proprio qualche settimana fa su Science, Tracey Lincoln e Gerald Joyce - che lavorano a Scripps Research Institute in California - hanno dimostrato che questo teoricamente è possibile. Hanno visto che frammenti di RNA sanno servirsi di nucleotidi liberi per unirsi a formare una molecola di RNA uguale alla molecola stampo già presente nella soluzione. Terminata la prima replicazione, le vecchi e nuove molecole di RNA si separavano divenendo stampi per una nuova replicazione. In 30 ore, la popolazione di RNA diventava 100 milioni di volte più grande.
Questo succede in provetta, ma sulla terra milioni di anni fa l'RNA dovette trovarsi una dimora appropriata, una cellula insomma. Di questo si sono occupati altri ricercatori - uno è Jack Szostak che lavora all'Harvard Medical School di Boston, il lavoro è del luglio 2008 - che hanno dimostrato come acidi grassi e altre molecole sono capaci di intrappolare RNA grazie a cicli di alte e basse temperature Adesso Jack Szostak lavora per capire se si riescono a far evolvere queste protocellule con dentro il loro RNA a forme cellulari più avanzate. Sheref Mansy e David Deamer  professori di bioingegneria a Boston e in California sono dell'idea che le strutture che hanno dato origine alla vita fossero molto semplici, acidi grassi fatti di alcol e zuccheri dispersi in un ambiente complesso. Vescicole, non cellule, avvolte da membrane del tutto prive di proteine di trasporto che però avevano imparato a prendere dall'ambiente tutto quello che gli serviva per sopravvivere e provare nel corso di milioni di anni a diventare cellule. E ci sono riuscite.

Giuseppe Remuzzi