Ученые показали, что белки могут формироваться в открытом космосе

Вопрос о том, как зародилась жизнь, волновал философов и исследователей с древних времен. Сегодня общепринято предположение, что первые белки образовались миллиарды лет назад из спонтанно соединившихся аминокислот, ДНК и РНК. Попытки воспроизвести процесс абиогенеза в лаборатории не принесли результатов, но считается, что это произошло на ранних океанах Земли.

Недавнее исследование международной группы под руководством Орхусского университета поставило эту гипотезу под сомнение. Ученые продемонстрировали, что белки могут формироваться и в космосе. В Институте ядерных исследований Венгерской академии наук (HUN-REN Atomki) специалисты смоделировали условия гигантских пылевых облаков в межзвездном пространстве. Исследование, опубликованное в Nature Astronomy, указывает, что строительные блоки жизни могут быть распространены по всей галактике, увеличивая шансы на обнаружение внеземной жизни.

В небольшой камере ученые создали космическую среду с давлением почти до нуля и температурой около -260 °C, поддерживая сверхвысокий вакуум. В камеру поместили глицин и облучили его аналогами космических лучей, сгенерированными ионным ускорителем HUN-REN Atomki. Основное внимание уделялось образованию пептидов — коротких цепочек аминокислот, которые связываются, формируя белки.

«Мы наблюдали, как молекулы глицина начали реагировать друг с другом, формируя пептиды и воду», — рассказал ведущий автор исследования Альфред Томас Хопкинсон из Центра межзвездного катализа (CIC) Орхусского университета. «Это показывает, что аналогичные процессы происходят в межзвездном пространстве, на тех же пылевых частицах, из которых впоследствии формируются каменистые планеты».

Пептиды считаются предшественниками всех известных компонентов жизни. Их образование и распространение имеют ключевое значение для изучения происхождения живых организмов. Результаты исследования подтверждают данные о присутствии сложных органических молекул в космосе и демонстрируют, что реакции связывания аминокислот универсальны. Это позволяет предположить, что аналогичные процессы происходят и с более сложными аминокислотами, необходимыми для жизни.

«Нам было интересно проверить, могут ли более сложные молекулы, включая пептиды, образовываться на поверхности пылевых частиц до формирования звезд и планет. Ранее считалось, что в таких облаках формируются только простые молекулы, а более сложные появляются позже, когда газы сливаются в диск вокруг будущей звезды. Наши эксперименты показали, что это не так», — отметил соавтор исследования Серджио Иопполо из Орхусского университета.

Согласно модели звездообразования, звезды рождаются в результате гравитационного коллапса плотных облаков газа и пыли. Остатки материала формируют диск вокруг новой звезды, из которого аккрецией образуются планеты. Полученные результаты позволяют предположить, что строительные блоки жизни присутствовали в этом процессе и «засевали» новые планеты, создавая основу для пребиотической химии. На планетах, расположенных в обитаемой зоне, такие реакции могли привести к появлению жизни.

Открытие важно тем, что необходимые для жизни молекулы более распространены и формируются раньше, чем считалось. Это повышает вероятность существования жизни в других звездных системах, что имеет значение для астробиологии и поисков внеземного разума (SETI). Хопкинсон подчеркнул, что исследование не отвечает на вопрос о происхождении жизни. Тайна того, как молекулы объединились в живую систему, остаётся неразгаданной.

Тем не менее, результаты дают ценную информацию о ранних стадиях формирования жизни. «Все типы аминокислот соединяются в пептиды одинаковым образом. Вероятно, другие пептиды также образуются естественным образом в межзвездном пространстве. Мы планируем изучить это в будущем», — сказал Хопкинсон. Иопполо добавил: «Мы уже выяснили, что многие строительные блоки жизни формируются в космосе, и надеемся обнаружить ещё больше в следующих экспериментах».

Читайте также: