Prof. Ernesto di Mauro - L'origine della vita sulla terra

Prof. Ernesto di Mauro
Dipartimento di Biologia e Biotecnologie "Charles Darwin", Sapienza, Università di Roma
La vita consiste dell'intima interazione tra metabolismo e genetica, entrambi organizzati intorno alla chimica degli elementi più comuni dell'Universo (idrogeno, ossigeno, azoto, carbonio). La trasmissibile interazione di cicli metabolici e genetici dà luogo ad ipercicli di organizzazione e de-organizzazione della informazione chimica, alternando vivente e non-vivente. La ricerca "origine-della-vita" è stata a lungo separata in scuole diverse, il cui pensiero è riassumibile negli aforismi " Prima-la-Genetica" o "Prima-il-metabolismo".
La contrapposizione tra questi approcci diversi può essere risolta da schemi teorici e sperimentali unitari che prendano in considerazione aspetti energetici, evolutivi, proto-metabolici e proto-ambientali. Abbiamo sviluppato uno schema chimico unitario all'interno del quale è possibile produrre in modo abiotico sia i precursori delle vie che portano alla sintesi spontanea ed autogenerante di RNA che ai componenti chiave dei cicli metabolici centrali.
Per poter affrontare il problema dell'origine della vita è dunque ragionevole partire dall'assunto che metabolismo e genetica condividano una comune chimica di base, sviluppatasi in condizioni chimico-fisiche favorevoli all'accendersi di entrambe.
Sono state in particolare scoperte, in collaborazione con il Gruppo del Prof. Raffaele Saladino, reazioni di sintesi che portano, in presenza di catalizzatori di origine terrestre o meteoritica, da formamide NH2COH a composti importanti in scenari prebiotici.
Queste sintesi producono basi nucleiche, aminoacidi, acidi carbossilici, agenti condensanti atti alla formazione di legami peptidici e fosfodiesterici, aciclonucleosidi, nucleosidi. Nello stesso quadro chimico è possibile osservare la polimerizzazione spontanea di nucleotidi ciclici, atta a formare oligonucleotidi; la ligasi spontanea di oligonucleotidi, atta a formare lunghi polimeri; attività ribozimiche consistenti nel trasferimento terminale di nucleotidi tra molecole di RNA, atte all'aumento dell'informazione chimica del sistema.
La generazione spontanea di sistemi proto-metabolici e proto-genetici non ha quindi richiesto complessi atti creativi ed è stata plausibilmente il risultato di interazione di casualità combinatoria e necessità termodinamica.
R. Saladino , G. Botta , S. Pino , G. Costanzo and E. Di Mauro Genetics first or metabolism first? The formamide clue. Chemical Society Review (2012) 41, 5526--5565