Crecimiento de vesículas de ácidos grasos acoplado con secuencias de aminoácidos de péptidos hacia protocélulas evolutivas.

Comprender cómo las secuencias de polímeros genéticos se acoplaron con la reproducción de compartimentos protocelulares es un desafío fundamental en el estudio de la aparición de sistemas vivos. Aquí, demostramos que la coexistencia de péptidos con secuencias definidas de aminoácidos y vesículas de ácidos grasos puede establecer una forma primitiva de este acoplamiento. Preparamos péptidos con secuencias controladas sistemáticamente y examinamos cómo sus secuencias influyen en la tasa de crecimiento (aptitud) de las vesículas de ácidos grasos. El crecimiento de las vesículas de ácidos grasos se estimó mediante técnicas de dispersión dinámica de luz (DLS) y microscopía electrónica de transmisión criogénica cuando se añadieron moléculas de ácido graso y péptidos a una suspensión de vesículas de ácidos grasos. La relación entre las secuencias de aminoácidos de los péptidos y la tasa de crecimiento de las vesículas se visualizó como un paisaje de aptitud, que revela que secuencias específicas de aminoácidos promueven significativamente el crecimiento de las vesículas. Además, observamos epistasis, donde el efecto del reemplazo de un residuo de aminoácido sobre la aptitud depende de la secuencia restante de aminoácidos. Finalmente, demostramos que el crecimiento de las vesículas está impulsado termodinámicamente por la modulación inducida por péptidos del potencial químico de las moléculas de ácido graso. Estos hallazgos proporcionan evidencia experimental directa de que la información de secuencia primitiva puede acoplarse espontáneamente al crecimiento de vesículas.