Эксперимент показывает, что одна из базовых единиц жизни - нуклеиновые основания - могла возникнуть в гигантских газовых облаках, расположенных между звездами.
Основные строительные блоки ДНК - соединения, называемые азотистыми основаниями, были впервые обнаружены в моделируемой среде, имитирующей газообразные облака, которые находятся между звездами. Открытие, опубликованное в журнале Nature Communications, приближает нас к пониманию происхождения жизни на Земле.
«Этот результат может стать ключом к решению фундаментальных вопросов для человечества, таких как, какие органические соединения существовали во время формирования Солнечной системы и как они способствовали зарождению жизни на Земле», - говорит Ясухиро Оба из Института низких температур Университета Хоккайдо.
Ученые уже обнаружили некоторые основные органические молекулы, необходимые для начала жизни в кометах, астероидах и межзвездных молекулярных облаках - гигантских газообразных облаках, рассеянных между звездами. Считается, что эти молекулы могли достичь Земли в результате воздействия метеоритов около 4 миллиардов лет назад, обеспечивая ключевые ингредиенты для химического коктейля, который дал начало жизни. Изучение того, как образовались эти молекулы, жизненно важно для понимания происхождения жизни.
Основная структурная единица ДНК и РНК называется нуклеотид и состоит из нуклеиновой основы, сахара и фосфатной группы. Предыдущие исследования, имитирующие ожидаемые условия в межзвездных молекулярных облаках, обнаружили присутствие сахара и фосфатов, но не азотистые основания.
В настоящее время Ясухиро Оба и его коллеги из Университета Хоккайдо, Университета Кюсю и Японского агентства морских геологических наук о Земле и технологий (JAMSTEC) используют передовые аналитические методы для обнаружения фундаментальных нуклеиновых основ в моделируемой межзвездной облачной среде.
Команда провела свои эксперименты в сверхвысоковакуумной реакционной камере. Газообразная смесь воды, окиси углерода, аммиака и метанола непрерывно подавалась на аналог космической пыли при температуре -263 градуса Цельсия. Две дейтериевые газоразрядные лампы, прикрепленные к камере, подавали вакуумный ультрафиолетовый свет, чтобы вызвать химические реакции. Процесс привел к образованию ледяной пленки на аналоге пыли внутри камеры.
Команда использовала масс-спектрометр с высоким разрешением и высокоэффективный жидкостный хроматограф для анализа продукта, который образовался на субстрате после его нагревания до комнатной температуры. Последние достижения в этих технологических инструментах позволили им обнаружить присутствие нуклеиновых оснований цитозина, урацила, тимина, аденина, ксантина и гипоксантина. Они также обнаружили аминокислоты, которые являются строительными блоками белков, и несколько видов дипептидов, или димер аминокислот, в одном и том же продукте.
Команда подозревает, что прошлые эксперименты, имитирующие межзвездные молекулярные облачные среды, могли привести к образованию нуклеиновых оснований, но используемые аналитические инструменты не были достаточно чувствительными, чтобы обнаружить их в сложных смесях.
«Наши результаты показывают, что воспроизводимые нами процессы могут привести к образованию молекулярных предшественников жизни», - говорит Ясухиро Оба. «Результаты могут улучшить наше понимание ранних этапов химической эволюции в космосе».
Источник: https://phys.org/news/2019-09-life-blocks-interstellar-clouds.html