Vida exótica possível nos mares gélidos de Titã

azotossoma_Stevenson_et_al2015Representação de um azotossoma de acrilonitrilo com cerca de 90 Å – o tamanho aproximado de um pequeno vírus.
Crédito: James Stevenson.

Investigadores da Universidade de Cornell, nos Estados Unidos, criaram um modelo de uma membrana celular composta por pequenas moléculas orgânicas azotadas, e com a capacidade de funcionar em metano líquido, a temperaturas próximas de -180 ºC. O trabalho foi divulgado num artigo publicado anteontem na revista Science Advances, e oferece um primeiro esboço da organização estrutural de um organismo vivo capaz de sobreviver e prosperar em ambientes tão extremos como os dos mares gelados de Titã.

As membranas celulares são estruturas biológicas que delimitam a fronteira entre o meio aquoso no interior da célula e o mundo aquoso no exterior. Presentes em todos os organismos terrestres, estas estruturas são compostas por uma bicamada fosfolipídica e proteínas, e constituem uma barreira seletiva para as trocas de iões e moléculas orgânicos entre a célula e o meio extracelular.

As pequenas vesículas formadas por estas membranas denominam-se lipossomas. Os lipossomas têm um ótimo desempenho em soluções aquosas, mas em solventes não polares como o metano, as cadeias fosfolipídicas perdem a sua flexibilidade e estabilidade, pelo que estas estruturas acabam por se dissolver. Além disso, os átomos de oxigénio e fósforo, componentes das cabeças polares dos fosfolípidos, nem sequer se encontram disponíveis nos mares de metano de Titã.

moleculas_fosfolipidos_acrilonitriloMolécula de fosfolipido (A), com as duas cadeias de ácido esteárico bem evidenciadas. Ao lado podemos ver uma pequena molécula de acrilonitrilo (B).
Crédito: Sérgio Paulino (construídas com o software Avogrado).

Intrigados com a possibilidade da existência de vida baseada no metano na maior lua de Saturno, os autores do trabalho aplicaram um método de simulação da dinâmica molecular a diversos compostos presentes na atmosfera titaniana, para verificarem a sua capacidade de automontagem em estruturas semelhantes a membranas no seio de uma solução de metano líquido. O estudo foi liderado por Paulette Clancy, uma especialista em dinâmica molecular, e por James Stevenson, aluno de doutoramento na área da engenharia química. A esta equipa juntou-se Jonathan Lunine, um especialista nas luas de Saturno, membro da equipa da missão Cassini.

“Não somos biólogos, nem somos astrónomos, mas temos as ferramentas corretas”, disse Paulette Clancy. “Talvez tenha ajudado, porque não chegámos aqui com qualquer preconceito acerca do que deveria ou não estar presente numa membrana. Apenas trabalhámos com os compostos que sabíamos existirem por lá, e perguntámos: Se fosse esta a nossa paleta, o que é que poderíamos fazer a partir disto?”

Clancy e os seus colegas identificaram uma série de compostos azotados com a capacidade de formarem vesículas semelhantes a lipossomas, a temperaturas próximas das dos mares de Titã. Os investigadores deram a estas estruturas o nome de azotossomas. Para sua supresa, estas vesículas revelaram uma estabilidade e flexibilidade muito semelhantes à dos seus análogos terrestres, mas foram os azotossomas de acrilonitrilo os que demonstraram uma maior resistência à decomposição. O acrilonitrilo é um composto venenoso e sem cor, que se encontra presente na atmosfera titaniana. Na Terra, o acrilonitrilo é usado no fabrico de fibras acrílicas, resinas e termoplásticos.

Entusiasmados com estes resultados iniciais, os investigadores vão agora tentar demonstrar como se reproduziria e qual seria o metabolismo de uma célula delimitada por uma bicamada de acrilonitrilo num ambiente semelhante ao dos mares de Titã.

Podem encontrar todos os detalhes deste trabalho aqui.

2 comentários

1 ping

    • Renato Romão on 04/03/2015 at 16:48
    • Responder

    Que delicia de post.
    O que eu já aprendi hoje. Obrigado.

    “Experimental studies have been performed to create vesicles in nonpolar solvents. This has included the consideration of nonionic ethers (7), esters (8), surfactants (9), and inverted phospholipids (10). Inverse phospholipid membranes have even
    been considered as biological possibilities in liquid methane”… O Carlos deve estar a “salivar”? 🙂

    Abraços

  1. Haja variedade de matéria, haja energia e vamos todos almoçar à casa da Tia…
    BAZINGA!

  1. […] altura, os investigadores identificaram o acrilonitrilo como o melhor candidato para a formação de estruturas com um desempenho análogo ao das bicamadas […]

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