Основа жизни основывается на строительных блоках ДНК. Соединения, называемые нуклеобазами, впервые были смоделированы в среде, имитирующей газообразные облака, которые находятся между звездами. Открытие опубликовал журнал Nature Communications. Оно 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 рождению 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.
Предпологается, что эти молекулы могли достичь Земли в результате воздействия метеоритов около четырех миллиардов лет назад, доставляя необходимые ингридиенты для так называемого химического коктейля, который дал начало жизни. Изучение того, как образовались эти молекулы, должно дать понимание как произошла жизнь на Земле.
Основная структурная единица ДНК и РНК называется нуклеотидом 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 нуклеобаз.
В настоящее время Ясухиро Оба и его коллеги из Университета Хоккайдо, Университета Кюсю и Японского агентства морских 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, оксида углерода, аммиака и метанола непрерывно подавалась на аналог космической пыли при температуре -263 ° С. 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».
