Когда в 2023 году миссия NASA OSIRIS-REx доставила на Землю образцы с астероида Бенну, ученые подтвердили наличие в породах возрастом 4,6 миллиарда лет аминокислот – важнейших молекул, делающих жизнь возможной. Именно аминокислоты отвечают за создание белков и пептидов в ДНК и лежат в основе почти всех биологических процессов. Однако оставалось неясным, как именно эти молекулы изначально сформировались в космосе.
Новое исследование, проведенное учеными из Университета штата Пенсильвания, предполагает, что по крайней мере часть аминокислот на Бенну могла возникнуть в чрезвычайно холодных и радиоактивных условиях на самых ранних стадиях существования Солнечной системы. Результаты, опубликованные 9 февраля в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences», указывают на то, что химические сигнатуры в образцах астероида свидетельствуют о совершенно иных путях образования этих молекул, чем предполагалось ранее, и в гораздо более суровых условиях.
«Наши результаты переворачивают традиционные представления о том, как аминокислоты образовывались в астероидах», – говорит Эллисон Бачински, доцент кафедры геонаук и соавтор статьи. – «Теперь кажется, что существует множество условий, при которых могут формироваться эти строительные блоки жизни, а не только при наличии теплой жидкой воды. Наш анализ показал гораздо большее разнообразие путей и условий их образования».
Исследователи работали с небольшим количеством материала с Бенну – объемом примерно с чайную ложку. С помощью специально адаптированных приборов они измерили изотопы – незначительные различия в массе атомов, которые могут рассказать о том, как и где образовались молекулы. Команда сосредоточилась на глицине, простейшей аминокислоте, играющей фундаментальную роль в биологии. Его присутствие на астероидах и кометах подкрепляет идею о том, что часть сырья для жизни была создана в космосе и позже доставлена на Землю.
В течение многих лет ведущим объяснением образования глицина был процесс, известный как синтез Штрекера, который требует наличия жидкой воды. Однако изотопные данные с Бенну указывают на иное. Они свидетельствуют, что его глицин мог образоваться не в теплой воде, а в замерзшем льду под воздействием радиации во внешних областях молодой Солнечной системы. «Без достижений в технологиях и инвестиций в специализированное оборудование мы бы никогда не сделали это открытие», – добавляет Бачински.
Чтобы лучше понять химию Бенну, команда сравнила его аминокислоты с теми, что были найдены в знаменитом Мерчисонском метеорите, упавшем в Австралии в 1969 году. Сравнение выявило важные различия. Аминокислоты в Мерчисонском метеорите, по-видимому, образовались в среде с жидкой водой и умеренными температурами. Аминокислоты Бенну, напротив, демонстрируют совершенно иную изотопную картину. Это говорит о том, что родительские тела Бенну и Мерчисонского метеорита, вероятно, происходили из химически различных областей Солнечной системы.
Исследование также выявило один загадочный результат. Аминокислоты существуют в двух зеркальных формах, подобно левой и правой руке. Ученые ожидали, что эти парные формы будут иметь одинаковую изотопную подпись. Однако в образцах Бенну две зеркальные версии глутаминовой кислоты содержат разительно отличающиеся значения азота. Почему химически идентичные зеркальные формы демонстрируют такие разные сигнатуры, до сих пор неизвестно, и исследователи планируют изучить этот вопрос дальше. Эта работа породила больше вопросов, чем ответов, открывая новые горизонты для понимания разнообразия путей, которыми могли создаваться строительные блоки жизни во Вселенной.
