Primera detección de un precursor del mundo de ARN en el medio interestelar

Según algunas teorías, el inicio de la vida en la Tierra comenzó basándose exclusivamente en el ARN, de un modo que permitía tanto la función de material de almacenamiento de la información genética como la función de molécula orgánica catalizadora de reacciones químicas. Solo después el ADN tomó el papel que le ha situado como componente fundamental de la vida. Ese escenario inicial monopolizado por el ARN se conoce como "mundo de ARN".

Un equipo internacional liderado por Víctor M. Rivilla, investigador “Ramón y Cajal” del departamento de Astrofísica del Centro de Astrobiología (CAB), adscrito al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y al Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), todas estas entidades en España, ha presentado la primera detección en el medio interestelar de un precursor clave del mundo de ARN.

Se trata del (Z)-1,2-etendiol, un isómero de glicolaldehído detectado en la nube molecular G+0.693-0.027, situada en el centro galáctico. Su relevancia en el origen de la vida se debe a que se trata de un precursor en la cadena de reacciones que conduce a la formación de los azúcares de mayor complejidad, que a su vez pudieron haber sintetizado las primeras moléculas de ARN.

Es el cuarto isómero de C₂H₄O₂ detectado en el medio interestelar, tras el hallazgo del ácido acético (CH₃COOH), del formiato de metilo (CH₃OCHO) y del glicolaldehído (HOCH₂CHO).

Esta molécula, junto con estos otros precursores prebióticos previamente detectados en el medio interestelar, pudo haber llegado a la Tierra durante las primeras fases de su evolución a través de impactos de meteoritos y de cometas, ayudando a desencadenar los procesos químicos que acabaron dando lugar a la vida.

Para Rivilla, esto tiene implicaciones que incluso van más allá del origen de la vida en la Tierra: “El hecho de que estos ladrillos fundamentales desencadenantes de la química prebiótica estén disponibles en otros lugares de la galaxia nos hace pensar que la vida quizá no sea un evento único de nuestro planeta”.

“Pensamos que esta molécula no solo puede formar gliceraldehído bajo condiciones prebióticas, sino también en el medio interestelar, con un par de rutas químicas que hemos propuesto y que se estudiarán en el laboratorio y con cálculos teóricos en el futuro”, concluye Rivilla.

Vista de las partes centrales de la Vía Láctea obtenida en el rango de ondas de radio a 1,28 GHz por el conjunto de telescopios MeerKAT (Observatorio de Radioastronomía de Sudáfrica), de Heywood et al. (2022). La molécula Z-1,2-etendiol, (CHOH)2, ha sido detectada por primera vez en el medio interestelar hacia la nube molecular G+0.693-0.027, mediante un rastreo espectral profundo realizado con los telescopios Yebes 40m, e IRAM 30m. (Imagen: Ian Heywood (Oxford U.), SARAO / Juan Carlos Muñoz-Mateos (ESO) / Víctor M. Rivilla (CAB) & Mattia Melosso (Univ. Bologna)

El estudio llevado a cabo por el equipo sugiere que el 1,2-etendiol puede formar un azúcar aún no detectado en el espacio, el gliceraldehído, en las condiciones del medio interestelar. Además, experimentos de química prebiótica de laboratorio han mostrado que el 1,2-etendiol también pudo ser un precursor del gliceraldehído en la Tierra primitiva. Por tanto, por una vía o por otra, el 1,2-etendiol supone un paso crucial en la formación de azúcares más complejos. Esto es muy relevante porque varios experimentos de química prebiótica han demostrado que este azúcar es uno de los ingredientes claves para formar moléculas de ARN.

Para la detección, el equipo ha utilizado datos de un gran proyecto de observación de más de 200 horas obtenidos con los radiotelescopios Yebes 40m (Guadalajara, España) e IRAM 30m (Granada, España). (Fuente: CAB)

El estudio se titula “Precursors of the RNA World in Space: Detection of (Z)-1,2-ethenediol in the Interstellar Medium, a Key Intermediate in Sugar Formation”. Y se ha publicado en la revista académica The Astrophysical Journal Letters. (Fuente: CAB)