Em um novo estudo publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences , a equipe identifica padraµes universais na química da vida que não parecem depender de moléculas especaficas.
Os pesquisadores descobriram várias leis de escala entre o número de enzimas em diferentes classes de enzimas e o tamanho do genoma de um organismo. Crédito: NASA/Ames/JPL-Caltech
As únicas referaªncias que temos para "vida" são as formas que conhecemos na Terra. Os astrobia³logos suspeitam que a busca por vida alienagena, e atémesmo pelas origens da vida na Terra, pode exigir um escopo mais amplo. Uma equipe de pesquisadores financiada pela NASA estãodesenvolvendo ferramentas para prever as caracteristicas da vida que não conhecemos. Em um novo estudo publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences , a equipe identifica padraµes universais na química da vida que não parecem depender de moléculas especaficas.
“Queremos ter novas ferramentas para identificar e atémesmo prever caracteristicas da vida que não conhecemosâ€, diz a professora externa do Santa Fe Institute Sara Imari Walker (Arizona State University), coautora do artigo. "Para fazer isso, nosso objetivo éidentificar as leis universais que devem ser aplicadas a qualquer sistema bioquamico. Isso inclui o desenvolvimento de teoria quantitativa para as origens da vida e o uso de teoria e estatastica para orientar nossa busca por vida em outros planetas."
Na Terra, a vida emerge da interação de centenas de compostos químicos e reações. Alguns desses compostos e reações são encontrados universalmente em todos os organismos da Terra. Usando o banco de dados Integrated Microbial Genomes and Microbiomes, a equipe investigou as enzimas osos impulsionadores funcionais da bioquímica osencontradas em bactanãrias, archaea e eukarya para revelar um novo tipo de universalidade bioquímica.
As enzimas podem ser categorizadas em uma taxonomia de amplas classes funcionais - grupos designados pelo que fazem, desde o uso de moléculas de águapara quebrar ligações químicas (hidrolases) atéo rearranjo de estruturas moleculares (isomerases) para unir grandes moléculas (ligases). A equipe comparou como a abunda¢ncia de enzimas em cada uma dessas categorias funcionais mudou em relação a abunda¢ncia geral de enzimas em um organismo. Eles descobriram várias leis de escala osrelações quase algoratmicas osentre o número de enzimas em diferentes classes de enzimas e o tamanho do genoma de um organismo. Eles também descobriram que essas leis não dependem das enzimas especaficas dessas classes.
"Aqui descobrimos que vocêobtanãm essas relações de escala sem precisar conservar a associação exata. Vocaª precisa de um certo número de transferases, mas não de transferases particulares", diz o professor da SFI Chris Kempes, coautor do artigo. "Existem muitos 'sina´nimos', e esses sina´nimos escalam de maneira sistema¡tica."
Na Terra, os organismos usam DNA e, atravanãs do RNA, criam proteanas. Mas as macromoléculas de DNA, RNA e proteanas nos ajudara£o a identificar a vida em todo o universo, entender as origens da vida na Terra ou desenvolver biologia sintanãtica?
"Como equipe, achamos que isso não éprova¡vel", diz Kempes. As funções que essas macromoléculas servem, no entanto, e as relações de escala metaba³lica observadas na vida orga¢nica baseada na Terra podem ser. “Mesmo que a vida em outros lugares usasse moléculas realmente diferentes, esse tipo de categorias funcionais e leis de escala podem ser conservadas em todo o universoâ€, observa Kempes.
Os autores adicionais deste estudo são o primeiro autor Dylan Gagler (New York University Langone Health); Hyunju Kim, Bradley Karas, John Malloy e Veronica Mierzejewski (Universidade Estadual do Arizona); e Aaron Goldman (Oberlin College e o Blue Marble Space Institute for Science).