Οι ερευνητές ρίχνουν φως στο πώς μπορεί να σχηματιστεί βασικό συστατικό για τη ζωή στο διάστημα

Στην προσπάθεια κατανόησης της προέλευσης της ζωής και των δυνατοτήτων για την ύπαρξή της πέρα ​​από τη Γη, οι επιστήμονες έχουν σημειώσει σημαντική πρόοδο στην εξάπλωση του σχηματισμού ενός από τα πιο κρίσιμα συστατικά για τη ζωή:αμινοξέα. Μια πρόσφατη μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Astronomy, παρέχει νέες ιδέες για το πώς τα αμινοξέα, τα δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών, θα μπορούσαν να έχουν σχηματιστεί στο σκληρό περιβάλλον του χώρου.

Τα αμινοξέα είναι οργανικά μόρια που διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο σε διάφορες βιολογικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένης της πρωτεϊνικής σύνθεσης και της κατάλυσης ενζύμων. Η παρουσία τους είναι απαραίτητη για τη ζωή όπως την γνωρίζουμε και ο σχηματισμός τους υπό εξωγήινους συνθήκες είναι ένας κρίσιμος τομέας έρευνας στην αστροβιολογία.

Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τόκιο του Πανεπιστημίου Nagoya και το Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Τόκιο στην Ιαπωνία σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT) στις Ηνωμένες Πολιτείες, χρησιμοποίησαν συνδυασμό εργαστηριακών πειραμάτων και προσομοιώσεων υπολογιστών για να διερευνήσουν το σχηματισμό αμινοξέων σε διαστρωματικό χώρο.

Η ομάδα επικεντρώθηκε σε ένα συγκεκριμένο τύπο αμινοξέος που ονομάζεται άλφα-αμινοισοβουτυρικό οξύ (AIB). Ενώ το AIB δεν χρησιμοποιείται τυπικά στη σύνθεση πρωτεϊνών σε ζωντανούς οργανισμούς, η απλή δομή και η σταθερότητά του καθιστούν έναν καλό υποψήφιο για τη μελέτη των πρώιμων σταδίων του σχηματισμού αμινοξέων στο διάστημα.

Οι ερευνητές διεξήγαγαν πειράματα σε ένα θάλαμο κενού που προσομοιώνει τις συνθήκες που βρέθηκαν στον διαστρικό χώρο, συμπεριλαμβανομένων των εξαιρετικά χαμηλών θερμοκρασιών, της ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας και της παρουσίας διαφόρων χημικών προδρόμων. Έδειξαν ένα μείγμα απλών μορίων, όπως κυανιούχο υδρογόνο και φορμαλδεΰδη, σε αυτές τις καταστάσεις και παρακολούθησαν το σχηματισμό AIB.

Επιπλέον, η ομάδα ανέπτυξε προσομοιώσεις ηλεκτρονικών υπολογιστών για να μοντελοποιήσει τις χημικές αντιδράσεις που θα μπορούσαν να συμβούν σε διαστρικά σύννεφα και πρωτοτοπτατικούς δίσκους. Αυτές οι προσομοιώσεις υποστήριξαν τα πειραματικά ευρήματα και πρότειναν ότι ο σχηματισμός AIB είναι δυνατός υπό ένα ευρύ φάσμα αστροφυσικών συνθηκών.

Είναι σημαντικό ότι η μελέτη εντόπισε το ρόλο της ενεργειακής επεξεργασίας, όπως η ακτινοβολία με σωματίδια υψηλής ενέργειας, διευκολύνοντας το σχηματισμό του AIB. Αυτό το εύρημα υπογραμμίζει τη σημασία των περιβαλλόντων ακτινοβολίας, όπως αυτά που βρίσκονται σε περιοχές που σχηματίζουν αστέρια και γύρω από αστέρια νετρονίων, στην οδήγηση της πρεβιοτικής χημείας.

Ο σχηματισμός αμινοξέων, συμπεριλαμβανομένου του AIB, στον διαστρικό χώρο παρέχει ένα θεμελιώδες βήμα για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο θα μπορούσαν να προκύψουν τα δομικά στοιχεία της ζωής στο πρώιμο σύμπαν. Οι μελλοντικές μελέτες μπορούν τώρα να διερευνήσουν τη σύνθεση πιο σύνθετων αμινοξέων και τις δυνατότητες ενσωμάτωσής τους σε πρωτόγονες μορφές ζωής σε διάφορα κοσμικά περιβάλλοντα.