Доктор Серж Краснокутский, группа лабораторной астрофизики и кластерной физики Института астрономии Макса Планка Йенского университета имени Фридриха Шиллера, исследует образование биомолекул в космических условиях с помощью вакуумной камеры. Фото: Йенс Мейер / Йенский университет.
Исследовательская группа под руководством доктора Сержа Краснокутского из Лаборатории астрофизики Института астрономии Макса Планка Йенского университета уже продемонстрировала, что простые пептиды могут образовываться на частицах космической пыли. Однако ранее предполагалось, что это будет невозможно, если молекулярный лед, покрывающий частицу пыли, содержит воду, что обычно и есть.
Теперь команда в сотрудничестве с Университетом Пуатье, Франция, обнаружила, что присутствие молекул воды не является серьезным препятствием для образования пептидов на таких частицах пыли. Исследователи сообщают о своем открытии в журнале Science Advances.
Химия в ледяном вакууме
«Мы воспроизвели в вакуумной камере условия, аналогичные тем, которые существуют в космическом пространстве, а также добавили вещества, которые встречаются в так называемых молекулярных облаках», — объясняет Краснокутский. К этим веществам относятся аммиак, атомарный углерод и окись углерода. «Таким образом, присутствуют все химические элементы, необходимые для простых пептидов», — добавляет физик.
Это сырье, как описывает Краснокутский, первоначально образует химические предшественники аминокислот, известные как аминокетены. Затем они объединяются, образуя цепи, в результате чего образуются полипептиды. «Ранее предполагалось, что отдельные аминокетены будут связываться с образованием пептидов», — объясняет ученый.
«Однако на этом этапе отсутствие воды может иметь решающее значение, поскольку оно может затруднить реакцию. В то же время большинство частиц межзвездной пыли покрыты водосодержащим молекулярным льдом», — говорит Краснокутски. Следовательно, до сих пор предполагалось, что если пептиды и образуются в космосе, то лишь в ограниченной степени.
UPLC-анализ экстракта. Ионный сигнал о массах указанных молекул в зависимости от времени удерживания по данным сверхвысокоэффективной жидкостной хроматографии анализа экстракта с остатком комнатной температуры (реагенты 13C, CO и NH3). Времена появления ионов из химических стандартов показаны пунктирными линиями. Положительная идентификация соответствующих молекул обозначается зелеными галочками, а красный крест означает отрицательную идентификацию. Фото: Достижения науки (2024 г.). DOI: 10.1126/sciadv.adj7179.
Точный анализ во Франции
«Однако высокоточные масс-спектрометрические анализы, которые теперь возможны в Университете Пуатье, показали, что присутствие воды в молекулярном льду замедляет образование пептидов на пятьдесят процентов, но они все равно образуются», — объясняет он. «Если принять во внимание временные масштабы, в которых происходят астрономические процессы, то это замедление практически незначительно».
Вопрос о том, имеют ли первые биомолекулы на нашей планете земное или внеземное происхождение (или и то, и другое), вероятно, останется нерешенным в обозримом будущем. Однако нельзя исключать космическое пространство как источник нашей жизни, о чем свидетельствует это открытие.
Информация от: Йенским университетом имени Фридриха Шиллера.
