Происхождение жизни: компоненты биологических молекул создаются в неожиданном месте

Фото: Live Science

Ученые провели эксперимент, который открывает путь для понимания происхождения жизни на Земле и вообще во Вселенной. Исследование показывает, что сложные предшественники биологических молекул могут спонтанно образовываться в межзвездном пространстве. В присутствии ионизирующего излучения аминокислоты, простейшие компоненты белков, соединяются, образуя пептидные связи. Это является первым шагом в синтезе более сложных биологических молекул, таких как ферменты и клеточные белки, говорят ученые. Результаты исследования могут помочь выяснить, как появилась жизнь на нашей планете, а также в поисках внеземной жизни. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy, пишет Live Science.

Ранняя жизнь на Земле эволюционировала из сложного набора пребиотических молекул, включая аминокислоты, основные сахара и РНК. Но как эти простые соединения образовались впервые, остается загадкой. Одна из гипотез предполагает, что некоторые из этих молекул могли возникнуть в космосе и впоследствии попасть на Землю в результате радения метеоритов и астероидов.

Ранее ученые уже обнаружили в образцах метеоритов и астероидов глицин, простейшую аминокислоту. Более сложные дипептидные компоненты, образующиеся при соединении двух аминокислот с выделением воды, пока не были обнаружены в этих внеземных объектах. Но ученые считают, что сильное ионизирующее излучение в межзвездном пространстве может запускать необычные химические процессы и способствовать образованию более крупных и сложных биологических молекул.

По словам ученых, если аминокислоты могут соединяться в космосе и достигать следующего уровня сложности, то при доставке на поверхность планеты это создает еще более благоприятные условия для формирования жизни.

Ученые решили в лаборатории максимально точно воспроизвести условия космического пространства. Они бомбардировали покрытые глицином ледяные кристаллы, которые имитировали космическую пыль, высокоэнергетическими протонами при температуре минус 253,15 градуса Цельсия и давлении 10⁻⁹ миллибар. Затем ученые изучили процесс образования новых молекул в результате взаимодействия молекул глицина.

Эксперимент показал, что молекулы глицина вступали в реакцию друг с другом в присутствии излучения, образуя дипептид, называемый глицилглицином. Это доказывает, что более сложные молекулы, содержащие пептидные связи, могут спонтанно образовываться в космосе.

Но дипептиды были не единственной сложной органической молекулой, образующейся в этих условиях. Ученые также предварительно идентифицировали N-формилглицинамид, компонент ферментов, участвующих в производстве строительных блоков ДНК и, следовательно, еще один ключевой элемент в происхождении жизни.

Теперь ученые планируют изучить, происходит ли тот же процесс с другими аминокислотами, участвующими в образовании белков, в межзвездной среде.

Карпова Рада
Журналист AOinform