У 2023 році місія NASA OSIRIS-Rex (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer) доставила на Землю зразки астероїда Бенну віком 4,6 мільярда років. Дослідивши їх, науковці виявили, що астероїд, який існував, коли Сонячна система перебувала на найдавнішій стадії свого формування, містить амінокислоти, фундаментальні будівельні блоки життя, яким ми його знаємо. Ці кислоти відповідають за виробництво білків і пептидів, що містяться в ДНК. Їх виявлення в речовині небесного тіла підтвердило те, що дослідники теоретично передбачили десятиліття тому: інгредієнти для життя походять з космосу.
Водночас, питання про те, як ці молекули утворилися в космосі, все ще було загадкою. Але нове дослідження, виконане науковцями Пенсильванського університету в США, дало змогу запропонувати свіжий погляд на це невирішене питання. Згідно з дослідженням, результати якого оприлюднено в Proceedings of the National Academy of Sciences, можливо, деякі з таких молекул могли виникнути в холодному, радіоактивному середовищі на світанку Сонячної системи. Це ставить під сумнів попередні припущення про те, де і за яких умов у ранніх зоряних середовищах можуть утворюватися амінокислоти.
Окрім науковців з кафедри геології Пенсильванського університету, до дослідницької групи входили астрофізики та геологи з Католицького університету Америки, Американського музею природної історії, Місячної та планетарної лабораторії Аризонського університету, Школи Землі та навколишнього середовища Університету Роуена, а також Відділу дослідження Сонячної системи та Центру досліджень і пошуків у космічній науці та технологіях (Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, CRESST II) у Центрі космічних польотів імені Годдарда NASA.
Еллісон Бачинські (Allison Baczynski), доцент кафедри геології Пенсильванського університету (ліворуч), керувала дослідженням разом з Офелі Макінтош (Ophélie McIntosh), постдокторанткою кафедри геології цього ж університету. Авторські права на зображення: Джейдін Ісімінґер (Jaydyn Isiminger)/Пенсильванський університет. Фото з сайту www.universetoday.com.
Для аналізу крихітних зразків пилу, зібраних з поверхні астероїда, наукова група використовувала спеціальні прилади, здатні вимірювати незначні зміни атомної маси (ізотопні співвідношення). Зокрема, дослідники зосередили увагу на двовуглецевій амінокислотою гліцином, найменшій з амінокислот. А втім, ця амінокислота відіграє важливу функцію в клітинній біології. Вона зв’язується з іншими кислотами для утворення білків. Ці клітини відповідають за більшість біологічних функцій, починаючи від клітиноутворення до каталізації хімічних реакцій.
«Тут, у Пенсильванському університеті, ми модифікували прилади, які дають нам змогу виконувати ізотопні вимірювання на дуже низьких рівнях органічних сполук, таких як гліцин», — пояснила Еллісон Бачинські, співавтор статті. «Без досягнень у технологіях та інвестицій у спеціалізоване обладнання ми б ніколи не зробили цього відкриття».
Молекула може утворитися за широкого діапазону умов і її часто вважають головним показником ранньої пребіотичної хімії. Її виявлення в кометах та астероїдах підтверджує теорію про те, що основні будівельні блоки життя сформувалися в космосі та були поширені на молодій Землі, тим самим давши початок життю. Раніше науковці загалом вважали, що гліцин утворився лише через синтез Штрекера. Під час цього процесу ціаністий водень, аміак та альдегіди або кетони реагують в рідкій воді, утворюючи молекулу.
Нові результати вказують на те, що гліцин Бенну, можливо, не утворився за наявності рідкої води. Натомість був лід, що зазнав впливу радіації на ранніх етапах розвитку зовнішньої частини Сонячної системи. Бачинські зазначила:
Наші результати змінюють типове уявлення про те, як амінокислоти утворюються в астероїдах. Тепер схоже, що існує багато умов, за яких ці будівельні блоки життя можуть формуватися, не лише за наявності теплої рідкої води. Наш аналіз показав, що шляхи та умови утворення цих амінокислот набагато різноманітніші.
Потім наукова група порівняла свої результати з аналізом амінокислот зі знаменитого Мерчисонського метеорита, який упав в Австралії в 1969 році. Їхні висновки свідчать про те, що молекули Мерчисона утворилися шляхом синтезу Штрекера за наявності рідкої води та за вищих температур. Такі умови, подібні до умов на молодій Землі, могли існувати на материнських тілах схожих метеоритів. Офелі Макінтош, співавтор статті, сказала:
Одна з причин важливості амінокислот полягає в тому, що, на нашу думку, вони відіграли велику роль у виникненні життя на Землі. Справжнім сюрпризом є те, що амінокислоти в Бенну демонструють зовсім інший ізотопний склад, ніж амінокислоти в Мерчисоні. Ці результати вказують на те, що материнські тіла Бенну та Мерчисона, ймовірно, виникли в хімічно різних регіонах Сонячної системи.
Хоча ці результати відповідають на деякі питання щодо утворення амінокислот у космосі, вони також ставлять перед науковцями багато нових загадок. Зокрема, амінокислоти мають дзеркально-відображені форми. Раніше вчені вважали що попри різну форму, ізотопні сигнатури у молекул ідентичні. Але дві знайдені форми глутамінової кислоти в речовині астероїда Бенну також мають дуже різні значення азоту. Наукова група в майбутньому прагнутиме визначити причину цього.
«Зараз у нас більше запитань, ніж відповідей», — сказала Бачинські. «Ми сподіваємося, що зможемо продовжити аналізувати низку різних метеоритів, щоб дослідити їхні амінокислоти. Ми хочемо знати, чи вони схожі на Мерчісон і Бенну, чи, можливо, існує ще більше різноманіття в умовах і шляхах, які можуть створювати будівельні блоки життя».
За інф. з сайту www.universetoday.com
