Ученые доказали, что фрагменты белков могут возникать в межзвездном пространстве
Астрономам давно известно, что в космосе много разных органических веществ. Однако насколько сложной и, главное, близкой к биологическим молекулам может быть «внеземная органика»? Авторы новой статьи в журнале Science Advances доказали, что пептиды — то есть полимеры аминокислот, близкие белкам, — можно успешно получить в условиях, которые характерны для холодных скоплений пыли в межзвездном пространстве.
Одна из самых увлекательных и в то же время сложных проблем современного естествознания — это абиогенез, то есть зарождение жизни на основе исходно неживых компонентов. За прошедшее столетие ученые предложили целый ряд гипотез, которые отчасти объясняют абиогенез, но все они имеют недостатки и носят характер чистых предположений.
Первый и, в общем, самый простой шаг на пути к абиогенезу — это появление молекул в основе живой клетки: ДНК, РНК и белков. Эксперименты, которые показали принципиальную возможность «самосборки» аминокислот — структурных единиц белков, — провели еще С. Миллер и Г. Юри в далеком 1953 году. Впрочем, сейчас понятно, что они использовали условия, которых не могло быть на древней Земле. К тому же эксперимент не объясняет образование более крупных полимеров из аминокислот — белков и похожих молекул поменьше, пептидов.
Авторы новой статьи в Science Advances предположили, что пептиды, то есть короткие цепочки из аминокислот, могут самопроизвольно возникать в условиях глубокого космоса — в межзвездном пространстве. Речь о пропускающих свет скоплениях пыли, в которых царит космический мороз (около минус 260 градусов Цельсия), существуют стабильные молекулы и в том числе вода в виде льда. Из этого материала формируются кометы и астероиды, среди которых первые содержат менее изменившиеся и близкие к своему исходному состоянию вещества.
Известно, что кометы и прочие космические тела регулярно сталкиваются с Землей и другими объектами Солнечной системы. Такие «коллизии» были особенно часты во времена поздней тяжелой бомбардировки 4,1—3,8 миллиарда лет назад. Не исключено, что именно в те времена падающие метеориты «удобрили» Землю разнообразной органикой, в том числе такими соединениями, которые не могли образоваться на самой планете. Согласно современным представлениям, вскоре после того на Земле появились первые живые клетки.
Пептиды и белки вызвали особый интерес авторов, поскольку без них сложно представить самые базовые функции клетки — ускорение химических реакций и копирование ее структур. Современные живые существа синтезируют такие молекулы внутри своих клеток, в особых органеллах — рибосомах, — которые используют РНК в качестве матрицы. Однако ничего из этого не могло быть на Земле исходно.
Парадокс можно разрешить, допустив, что первые пептиды с каталитическими свойствами прибыли из космоса в готовом виде. Поэтому ученые воспроизвели условия, соответствующие облакам газа в межзвездном пространстве, и провели в них химические реакции с участием атомарного углерода-13, угарного газа и аммиака. Реакцию начали при температуре около минус 263 градусов Цельсия и повышали вплоть до 27 градусов. Чтобы не перепутать продукты реакции с обычной органикой, использовали меченый углерод с атомной массой 13.
В результаты экспериментаторы получили целый ряд пептидов, состоящих из самой простой аминокислоты, — глицина. Не все они приобрели стандартные для биологических молекул карбоксильный и амино-концы, подавляющее большинство имели по краям сразу две аминогруппы.
Одновременное использование нескольких аналитических методик позволило точно понять механизм реакции. В ее основе, как и ожидалось, — образование и полимеризация аминокетенов (NH2CHCO).
Примечательно, что в случае если реакцию проводили в присутствие воды (на поверхности льда), то формирование пептидов замедлялось. Вода также повлияла на состав продуктов: пептидные цепи стали короче и чаще имели «нормальные» концы — по одному амино- и карбоксильному на каждую.
Авторы подчеркивают особую роль аммиака в качестве катализатора полимеризации аминокетенов. Выходит, для формирования «внеземных» пептидов он гораздо важнее, чем вода — необходимая среда всех биохимических реакций на Земле.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Нуклеосомы — основные «катушки» упаковки ДНК — почти всегда находятся в искаженном состоянии, а не в аккуратной и стабильной форме, как считалось десятилетиями. Именно через такие микроскопические изменения, как выяснили ученые, клетка регулирует работу генов — а значит, управляет развитием, реакцией на внешние раздражители и даже возникновением болезней.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии