Byggesten til RNA-baseret liv findes i overflod i centrum af vores galakse

Nitriler, en klasse af organiske molekyler med en cyanogruppe - det vil sige et carbonatom bundet med en tredobbelt umættet binding til et nitrogenatom - er typisk giftige. Men paradoksalt nok er de også en vigtig forløber for molekyler, der er essentielle for livet, såsom ribonukleotider, der er sammensat af nukleobaserne eller "bogstaverne" A, U, C og G forbundet til en ribose- og fosfatgruppe, som tilsammen udgør RNA. Nu viser et team af forskere fra Spanien, Japan, Chile, Italien og USA, at en bred vifte af nitriler forekommer i det interstellare rum inden for den molekylære sky G+0,693-0,027, nær centrum af Mælkevejen.

Dr. Víctor M. Rivilla, en forsker ved Center for Astrobiologi i det spanske nationale forskningsråd (CSIC) og National Institute of Aerospace Technology (INTA) i Madrid, Spanien, og førsteforfatter til den nye undersøgelse offentliggjort i Frontiers in Astronomy and Space Sciences , sagde, "Her viser vi, at den kemi, der finder sted i det interstellare medium, er i stand til effektivt at danne flere nitriler, som er vigtige molekylære forløbere for 'RNA World'-scenariet."

Mulig 'RNA-kun' verden

Ifølge dette scenarie var livet på Jorden oprindeligt kun baseret på RNA, og DNA- og proteinenzymer udviklede sig senere. RNA kan opfylde begge deres funktioner:lagring og kopiering af information som DNA og katalyserende reaktioner som enzymer. Ifølge "RNA World"-teorien behøver nitriler og andre byggesten til liv ikke nødvendigvis alle at være opstået på Jorden selv:De kan også være opstået i rummet og "blaffede" til den unge Jord inde i meteoritter og kometer under "Sene" Heavy Bombardment" periode, mellem 4,1 og 3,8 milliarder år siden. Til støtte er der fundet nitriler og andre forløbermolekyler for nukleotider, lipider og aminosyrer inde i nutidige kometer og meteorer.

Men hvor i rummet kunne disse molekyler komme fra? Primære kandidater er molekylære skyer, som er tætte og kolde områder af det interstellare medium, og er velegnede til dannelsen af ​​komplekse molekyler. For eksempel har molekylskyen G+0,693-0,027 en temperatur på omkring 100 K og er cirka tre lysår på tværs, med en masse cirka tusind gange vores sols masse. Der er ingen beviser for, at stjerner i øjeblikket dannes inde i G+0,693-0,027, selvom videnskabsmænd har mistanke om, at det kan udvikle sig til at blive en stjernebarneskole i fremtiden.

"Det kemiske indhold af G+0,693-0,027 svarer til indholdet i andre stjernedannende områder i vores galakse, og også til indholdet af solsystemobjekter som kometer. Det betyder, at dets undersøgelse kan give os vigtig indsigt om de kemiske ingredienser, som var tilgængelige i den tåge, der giver anledning til vores planetsystem," forklarede Rivilla.

Elektromagnetiske spektre undersøgt

Rivilla og kolleger brugte to teleskoper i Spanien til at studere de elektromagnetiske spektre, der udsendes af G+0,693-0,027:​​det 30 meter brede IRAM-teleskop Granada og det 40 meter brede Yebes-teleskop i Guadalajara. De påviste nitrilerne cyanoallen (CH₂ CCHCN), propargylcyanid (HCCCH₂ CN), og cyanopropyn, som endnu ikke var blevet fundet i G+0,693-0,027, selvom de var blevet rapporteret i 2019 i den mørke sky TMC-1 i stjernebillederne Taurus og Auriga, en molekylær sky med meget anderledes forhold end G +0,693-0,027.

Rivilla og teamet fandt også mulige beviser for forekomsten i G+0,693-0,027 af cyanoformaldehyd (HCOCN) og glycolonitril (HOCH₂ CN). Cyanoformaldehyd blev påvist for første gang i molekylskyerne TMC-1 og Sgr B2 i stjernebilledet Skytten og glycolonitril i den sollignende protostjerne IRAS16293-2422 B i stjernebilledet Ophiuchus.

Andre nyere undersøgelser har også rapporteret om andre RNA-prækursorer inde i G+0,693-0,027, såsom glycolaldehyd (HCOCH₂ OH), urinstof (NH₂ CONH₂ ), hydroxylamin (NH₂ OH) og 1,2-ethendiol (C₂ H₄ O₂ ), hvilket bekræfter, at den interstellare kemi er i stand til at levere de mest basale ingredienser til "RNA-verdenen."

Nitriller blandt de fleste kemiske familier i rummet

Den endelige forfatter Dr. Miguel A Requena-Torres, en underviser ved Towson University i Maryland, USA, sagde:"Takket være vores observationer gennem de sidste par år, inklusive de nuværende resultater, ved vi nu, at nitriler er blandt de mest udbredte kemiske familier i universet. Vi har fundet dem i molekylære skyer i midten af ​​vores galakse, protostjerner med forskellige masser, meteoritter og kometer, og også i atmosfæren af ​​Titan, Saturns største måne."

Anden forfatter Dr. Izaskun Jiménez-Serra, der ligeledes er forsker ved CSIC og INTA, så fremad:"Vi har hidtil opdaget adskillige simple forstadier til ribonukleotider, RNA's byggesten. Men der er stadig vigtige manglende molekyler, som er svære at opdage For eksempel ved vi, at livets oprindelse på Jorden sandsynligvis også krævede andre molekyler såsom lipider, der var ansvarlige for dannelsen af ​​de første celler. Derfor bør vi også fokusere på at forstå, hvordan lipider kunne dannes ud fra enklere forstadier, der er tilgængelige i interstellart medium." + Udforsk yderligere

Kunne interstellar is give svaret på fødslen af ​​DNA?