行星之前的蛋白質：太空冰如何創造生命的第一個組成部分
一項新的研究表明，在地球上創造生命的化學反應可能是從深空開始的。這一發現可能有助於解開科學的核心問題之一：生命分子構件的起源是什麼？
天文學家發現了簡單的 有機分子 穿過星際雲並儲存在隕石中 彗星， 表明具有生物學意義的化合物可以在太空中形成並分佈在行星表面。然而，一個關鍵的步驟仍未解決：氨基酸如何在惡劣的太空條件下連接在一起，形成稱為肽的短分子鏈。
“我們從之前的實驗中已經知道，簡單的氨基酸，如甘氨酸，是在星際空間中形成的。但我們感興趣的是，在塵埃顆粒參與恆星和行星形成之前，是否會在塵埃顆粒表面自然形成更複雜的分子，如肽，”研究小組成員、奧爾胡斯大學研究員塞爾吉奧·約波洛(Sergio Ioppolo)在一份聲明中說。 陳述。
Ioppolo 和他的同事證明，肽實際上可以在類似太空條件下暴露於輻射的冰塵埃顆粒內部形成。在實驗室實驗中，他們通過將甘氨酸冷卻至-436華氏度（-260攝氏度）的低溫，複製覆蓋宇宙塵埃顆粒的冰幔，然後用冷凍質子的冷凍樣本轟擊它，生產了甘氨酰甘氨酸——可能是最簡單的二肽。 宇宙射線。
結果揭示了一種以前未知的構建蛋白質前體的途徑，該途徑不需要液態水（長期以來被認為是必不可少的），並且可以在星際空間的極端條件下發揮作用。 “所有類型的氨基酸都通過相同的反應與肽結合。因此，其他肽很可能也在星際空間中自然形成，”奧爾胡斯大學的合著者阿爾弗雷德·托馬斯·霍普金森說。 “我們還沒有對此進行研究，但我們將來可能會進行研究。”
除了甘氨酰甘氨酸之外，研究小組還觀察到普通水和氫原子被氘（一種帶有額外中子的氫同位素）取代的水形式，以及各種其他復雜有機分子的形成。
“我們認為只有非常簡單的分子才能在這些雲中形成。這意味著更複雜的分子要晚得多，在氣體開始合併成一個盤，最終成為一顆恆星之後，”約波洛解釋道。 “但我們已經證明事實並非如此。”
結果表明，電離輻射提供了足夠的能量來破壞和重組化學鍵，使冰中的氨基酸在沒有液態水的情況下結合在一起。實際上，宇宙輻射變成了一個化學引擎，使之前被認為過於寒冷和惰性而無法支持此類反應的環境變得更加複雜。
這一發現顯著擴大了生命先驅形成的環境範圍。肽合成可以在寒冷的星際環境本身中進行，而不是局限於溫暖、潮濕的環境，例如早期地球的海洋或熱液噴口。
“最終，這些氣體雲塌陷成恆星和行星。一點一點地，這些微小的積木落在新形成的太陽系內的岩石行星上。如果這些行星碰巧 居住區， 伊奧波洛解釋說，“那么生命就有可能出現。儘管如此，我們仍然不知道生命到底是如何開始的。”但像我們這樣的研究表明，生命所需的許多複雜分子都是在太空中自然產生的。
“還有很多東西有待發現，但我們的研究團隊正在努力回答盡可能多的基本問題。我們已經發現許多生命的組成部分是在那裡形成的，將來我們可能會發現更多。”
該團隊的研究成果於 1 月 20 日發表在期刊上 自然天文學。
