Новое исследование подтверждает, что предшественники белков могут спонтанно формироваться в межзвездном пространстве, подкрепляя теории о происхождении жизни и направляя поиск внеземной жизни.
На протяжении десятилетий ученые спорили о том, как первые сложные органические молекулы возникли на Земле. Одна из ведущих гипотез предполагает, что ключевые ингредиенты для жизни могли возникнуть в космосе и быть доставлены с помощью метеоритов. Недавнее исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, предоставляет веские доказательства в поддержку этой идеи: аминокислоты, фундаментальные единицы белков, могут соединяться с образованием пептидных связей в суровых условиях космоса. Это первый шаг к созданию более сложных молекул, таких как ферменты и клеточные белки.
Химический Коктейль Ранней Жизни
Ранняя жизнь зависела от сложной смеси молекул, включая аминокислоты, сахара и РНК. Вопрос о том, как эти простые соединения впервые образовались, остается центральной загадкой в астробиологии. Обнаружение глицина, самой простой аминокислоты, в кометах и метеоритах (включая образцы из миссии NASA OSIRIS-REx к астероиду Бенну) давно намекало на внеземное происхождение. Однако более сложные молекулы, такие как дипептиды — две аминокислоты, соединенные вместе, — еще не были обнаружены в этих небесных телах.
Здесь новое исследование приобретает значение: межзвездное пространство, с его высоким уровнем радиации, стимулирует необычную химию, которая теоретически может способствовать образованию более крупных и сложных молекул. Как объясняет Альфред Хопкинсон, ведущий автор исследования: «Если аминокислоты могли соединяться в космосе и достигать следующего уровня сложности… когда это доставляется на поверхность планеты, появляется еще более благоприятная отправная точка для формирования жизни.»
Воссоздание Космоса в Лаборатории
Чтобы проверить это, исследователи из Орхусского университета в Дании сотрудничали с циклотронным центром HUN-REN Atomki в Венгрии. Они смоделировали космические условия, подвергая глицин-покрытые кристаллы льда бомбардировке высокоэнергетическими протонами при экстремально низких температурах (-423.67°F). Используя передовые спектроскопические и масс-спектрометрические методы, они проанализировали полученные продукты.
Эксперимент подтвердил, что молекулы глицина реагируют с образованием дипептида под названием глицилглицин, доказав, что пептидные связи могут спонтанно образовываться в космосе. Команда использовала дейтериевые метки для точного отслеживания того, как эти молекулы взаимодействуют.
За Пределами Дипептидов: Неожиданная Сложность
Исследование выявило не только дипептиды. Исследователи также предварительно идентифицировали N-формилглицинамид, субъединицу, используемую в производстве строительных блоков ДНК, что говорит о более широком спектре органических молекул, которые могут образовываться в космосе.
Эта находка имеет решающее значение, поскольку расширяет диапазон потенциальных путей возникновения жизни. «Если вы создаете такой огромный массив различных типов органических молекул, это может повлиять на происхождение жизни способами, о которых мы раньше не думали,» — отмечает Хопкинсон. Последствия могут изменить наше понимание ранних земных условий.
Команда сейчас исследует, следуют ли другие аминокислоты той же закономерности, что потенциально может привести к образованию разнообразных пептидов с уникальными химическими свойствами.
Это исследование предоставляет убедительные доказательства того, что строительные блоки жизни могут образовываться в реалистичных космических условиях, расширяя возможности возникновения жизни как на Земле, так и за ее пределами.
