Kom nøglebyggesten til livet fra det dybe rum?

Alle levende væsener har brug for celler og energi for at replikere. Uden disse grundlæggende byggesten, levende organismer på Jorden ville ikke være i stand til at formere sig og ville simpelthen ikke eksistere.

Lidt var kendt om et nøgleelement i byggestenene, fosfater, indtil nu. University of Hawaiʻi i Manoa forskere, i samarbejde med kolleger i Frankrig og Taiwan, give overbevisende nye beviser for, at denne komponent til liv blev fundet at være genereret i det ydre rum og leveret til Jorden i dens første milliard år af meteoritter eller kometer. Fosforforbindelserne blev derefter inkorporeret i biomolekyler fundet i celler i levende væsener på Jorden.

Den banebrydende forskning er beskrevet i "An Interstellar Synthesis of Phosphorus Oxoacids, "forfattet af UH Mānoa kandidatstuderende Andrew Turner, nu assisterende professor ved University of Pikeville, og UH Manoa kemi professor Ralf Kaiser, i septembernummeret af Naturkommunikation .

Ifølge undersøgelsen fosfater og diphosphorsyre er to hovedelementer, der er essentielle for disse byggesten i molekylærbiologien. De er hovedbestanddelene i kromosomer, de bærere af genetisk information, hvori DNA findes. Sammen med fosfolipider i cellemembraner og adenosintrifosfat, som fungerer som energibærere i celler, de danner selvreplikerende materiale til stede i alle levende organismer.

Replikerer interstellare forhold

I et ultrahøjvakuumkammer afkølet til 5 K (-450℉) i W.M. Keck Research Laboratory i Astrokemi ved UH Mānoa, Hawaii-holdet replikerede interstellare iskolde korn belagt med kuldioxid og vand, som er allestedsnærværende i kolde molekylære skyer, og phosphin. Når de udsættes for ioniserende stråling i form af højenergielektroner for at simulere de kosmiske stråler i rummet, flere phosphoroxosyrer som phosphorsyre og diphosphorsyre blev syntetiseret via ikke-ligevægtsreaktioner.

"På jorden, fosfin er dødelig for levende væsener, " sagde Turner, hovedforfatter. "Men i det interstellare medium, en eksotisk phosphinkemi kan fremme sjældne kemiske reaktionsveje for at igangsætte dannelsen af ​​biorelevante molekyler såsom oxosyrer af fosfor, som i sidste ende kan sætte gang i den molekylære udvikling af livet, som vi kender det."

Kaiser tilføjede, "Phosphoroxosyrerne opdaget i vores eksperimenter ved en kombination af sofistikerede analyser, der involverer lasere, koblet til massespektrometre sammen med gaskromatografer, kan også være blevet dannet i isen på kometer som 67P/Churyumov-Gerasimenko, som indeholder en fosforkilde, der menes at stamme fra fosphin." Kaiser siger, at disse teknikker også kan bruges til at opdage spormængder af sprængstoffer og stoffer.

"Da kometer i det mindste delvist indeholder resterne af materialet fra den protoplanetariske skive, der dannede vores solsystem, disse forbindelser kan spores tilbage til det interstellare medium, hvor der er tilstrækkeligt med fosphin i interstellar is, " sagde Cornelia Meinert fra universitetet i Nice (Frankrig).

Ved levering til Jorden med meteoritter eller kometer, disse fosforoxosyrer kunne have været tilgængelige for Jordens præbiotiske fosforkemi. Derfor er en forståelse af den lette syntese af disse oxosyrer afgørende for at udrede oprindelsen af ​​vandopløselige præbiotiske fosforforbindelser, og hvordan de kunne være blevet inkorporeret i organismer, ikke kun på Jorden, men potentielt også i vores univers.