Um dos maiores enigmas da ciência — como a vida surgiu na Terra — pode estar mais próximo de uma resposta surpreendentemente simples. Um estudo publicado nesta sexta-feira (3), na revista Nature Communications, sugere que estruturas fundamentais da biologia, as proteínas, podem ter se formado a partir de apenas seis tipos de aminoácidos, um número muito menor do que os 20 que compõem os organismos atuais.

O trabalho, liderado por Stuart Bartlett, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), em colaboração com pesquisadores do SETI Institute, Dayhoff Labs e da Universidade Carolina de Praga, baseia-se em dados químicos do asteroide Bennu, coletados pela missão OSIRIS-REx, da NASA. A equipe utilizou inteligência artificial para simular como proteínas primitivas poderiam se organizar a partir de um repertório extremamente limitado de “blocos de construção” moleculares.

“Descobrimos que uma biblioteca de apenas seis aminoácidos — os mais abundantes em Bennu — é suficiente para reproduzir uma ampla variedade de estruturas proteicas essenciais”, escrevem os autores.

A implicação é profunda: a vida pode não exigir a complexidade química que se imaginava até agora.

Desde o experimento clássico de Stanley Miller e Harold Urey, na década de 1950, cientistas tentam entender quais moléculas estavam disponíveis na Terra primitiva e como elas se organizaram em sistemas vivos. Tradicionalmente, acreditava-se que um conjunto relativamente amplo de aminoácidos seria necessário para formar proteínas funcionais.

O novo estudo desafia essa visão. Utilizando ferramentas de inteligência artificial como o AlphaFold2 — que prevê estruturas tridimensionais de proteínas — e o ProteinMPNN, os pesquisadores simularam sequências proteicas compostas por conjuntos reduzidos de aminoácidos.

Os resultados mostram que proteínas com funções metabólicas, estruturais e até relacionadas ao ribossomo — a “máquina” celular responsável pela síntese de proteínas — podem emergir mesmo com esse vocabulário químico mínimo.

“Isso sugere que a diversidade estrutural das proteínas não depende necessariamente da diversidade química total que vemos hoje”, afirma o estudo.

A escolha de Bennu como referência não é aleatória. O asteroide, considerado um “fóssil” do sistema solar primitivo, contém compostos orgânicos preservados desde a formação dos planetas. As análises revelaram uma predominância de seis aminoácidos: glicina, alanina, prolina, valina, leucina e ácido glutâmico.

A equipe organizou esses compostos em uma “biblioteca primitiva” e testou sua capacidade de gerar estruturas proteicas complexas. O resultado foi surpreendente: todas as dobras estruturais analisadas — incluindo enzimas do ciclo metabólico reverso do ácido cítrico — puderam ser reproduzidas.

Esse ciclo, conhecido como rTCA, é considerado por muitos cientistas uma das primeiras rotas metabólicas da vida.

Historicamente, estimativas sugeriam que pelo menos 10 a 12 aminoácidos seriam necessários para formar proteínas funcionais. Alguns estudos indicavam até 13. O novo trabalho reduz esse número para seis — ou até menos, em cenários ainda em investigação.

“Estamos provavelmente olhando para um limite superior, não inferior”, observam os autores, indicando que conjuntos ainda menores podem ser viáveis.

Essa simplificação tem implicações diretas para a astrobiologia. Se a vida pode emergir com tão poucos componentes, as chances de sua ocorrência em outros planetas — como Marte ou luas geladas de Júpiter e Saturno — aumentam significativamente.

Apesar do entusiasmo, os próprios pesquisadores reconhecem que há limitações. Embora as estruturas proteicas possam se formar com poucos aminoácidos, isso não garante que sejam plenamente funcionais.

Proteínas modernas dependem de aminoácidos mais complexos para realizar reações químicas específicas, especialmente aqueles com cargas positivas ou estruturas aromáticas — ausentes no conjunto mínimo identificado.

Ainda assim, o estudo sugere que a evolução pode ter seguido um caminho em duas etapas: primeiro, a formação de estruturas estáveis com poucos aminoácidos; depois, a incorporação gradual de novos componentes para ampliar as funções bioquímicas.

As implicações do estudo vão além da biologia evolutiva. A possibilidade de projetar proteínas funcionais com um conjunto reduzido de aminoácidos pode revolucionar áreas como biotecnologia e medicina.

Proteínas mais simples são, em teoria, mais fáceis e baratas de sintetizar, além de potencialmente mais estáveis. Isso abre caminho para aplicações em engenharia de enzimas, desenvolvimento de fármacos e até criação de formas de vida artificiais.

“Esses resultados podem fornecer meios mais simples e econômicos de sintetizar proteínas funcionais”, destacam os autores.

A origem da vida continua sendo um quebra-cabeça multidisciplinar, envolvendo química, biologia, física e ciência planetária. Este estudo adiciona uma peça importante ao sugerir que o início pode ter sido mais simples do que se imaginava.

Ao olhar para um asteroide distante, os cientistas podem ter encontrado pistas sobre os primeiros passos da vida na Terra — e, possivelmente, em outros mundos.

Se confirmada experimentalmente, a hipótese de uma “vida mínima” baseada em poucos aminoácidos pode redefinir não apenas o passado da biologia, mas também seu futuro.