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Cnr, una simulazione svela l'origine delle prime molecole biologiche

Riprodotto, mediante avanzate tecniche di simulazione numerica, il processo chimico che potrebbe aver determinato la sintesi primordiale dell'eritrosio, precursore del ribosio, ovvero lo zucchero che compone l'RNA, facendo cosi' luce sull'origine delle prime molecole biologiche e quindi sull'inizio della vita sulla Terra. Ci sono riusciti ricercatori dell'Istituto per i processi chimico-fisici del Cnr di Messina, i cui risultati sono stati pubblicati su Chemical Communications della Royal Society of Chemistry, in collaborazione con l'Accademia delle scienze della Repubblica Ceca di Brno e la Sorbona di Parigi.

Uno dei tasselli cruciali nel puzzle dell'origine della vita e' rappresentato da sempre dalla comparsa delle prime molecole biologiche sulla Terra come l'RNA, l'acido ribonucleico. Lo studio dell'Istituto messinese ha descritto la serie di passaggi chimici che da molecole semplici e presenti in enorme abbondanza nell'Universo, come l'acqua e la glicolaldeide, potrebbe aver portato alla sintesi primordiale dell'eritrosio.

"Dimostriamo per la prima volta -spiega Franz Saija, ricercatore Ipcf-Cnr e coautore del lavoro - che determinate condizioni prebiotiche, tipiche delle cosiddette 'pozze primordiali' in cui erano presenti le molecole inorganiche piu' semplici, sono in grado di favorire la formazione non solo degli aminoacidi, i mattoni fondamentali delle proteine, ma anche di alcuni zuccheri semplici come l'eritrosio. La sintesi degli zuccheri a partire da molecole piu' semplici, che possono essere state trasportate sul nostro pianeta da meteoriti in epoche primordiali, rappresenta una grossa sfida per gli scienziati che si occupano di chimica prebiotica. La formazione dei primi legami carbonio-carbonio da molecole molto semplici come la formaldeide non puo' avvenire senza la presenza di un agente esterno capace di catalizzare la reazione: la presenza di tali catalizzatori in ambienti prebiotici, tuttavia, e' ancora un mistero".

Per far reagire questi due componenti, l'e'quipe di ricerca ha sviluppato un nuovo nanomateriale. "Si tratta di un catalizzatore basato su una componente carboniosa nanostrutturata appropriamente modificata che, a differenza di altri materiali carboniosi gia' impiegati, e' altamente selettivo ed efficiente e richiede solo modeste quantita' di energia per innescare la reazione attraverso ossigeno e acqua - prosegue Fornasiero - Inoltre, essendo privo di componenti metalliche, si evita la reazione parallela ed indesiderata di decomposizione, che in pratica e' la reazione inversa a quella di sintesi. Questo determina un efficace accumulo di acqua ossigenata nel tempo".

Il perossido di idrogeno e' diffuso non solo come disinfettante ma anche come ingrediente in vari detergenti e nell'industria della carta e tessile per lo sbiancamento di cellulosa e indumenti. "E' una molecola molto versatile, con una molteplicita' di applicazioni che implica una produzione annuale mondiale ai intorno ai 4.5 milioni di tonnellate. Visto il costo e l'impatto ecologico per la sintesi del perossido di idrogeno, il nostro metodo - dice infine Fornasiero - potrebbe favorire una produzione piu' sostenibile e piu' economica, poiche' eviterebbe l'attuale uso del palladio, metallo piuttosto costoso. In questo modo il composto potrebbe essere usato efficacemente anche per la rimozione di agenti inquinanti delle acque, perche' non rilascia residui chimici nocivi, ed essere piu' diffuso quale disinfettante in ambito sanitario nelle aree economicamente piu' svantaggiate, quali l'Africa".

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cnrmolecole biologichericerca
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