Gyvybės pėdsakų kosmose ieškos kitaip – DI aminorūgštis analizuoja po vieną molekulę

Sekite TechNaujienos Google

Ieškant gyvybės Marse ar kituose Saulės sistemos kūnuose nebūtina rasti fosiliją ar gyvą ląstelę. Kartais užuomina gali būti daug subtilesnė – pavyzdžiui, tai, į kurią pusę yra „pasukta“ aminorūgšties molekulė.

Osakos universiteto mokslininkai sukūrė elektrinį metodą, galintį pavienes aminorūgščių molekules atskirti į L ir D formas. Derinant nanometrinio tarpo jutiklį su dirbtiniu intelektu, tyrėjams pavyko chirališkumą nustatyti didesniu nei 80 proc. tikslumu.

Komanda jau išbandė sistemą su tikrais sudėtingais mėginiais – Murchisono meteorito medžiaga ir Atakamos dykumos gruntu, kuris dažnai naudojamas kaip Marso aplinkos analogas. Rezultatai paskelbti „Nature Communications“.

Kodėl molekulės „kairė“ ir „dešinė“ gali išduoti gyvybę

Daugelis aminorūgščių gali egzistuoti dviem veidrodinėmis formomis. Cheminė sudėtis tokia pati, tačiau erdvinė atomų struktūra yra priešinga – panašiai kaip žmogaus kairė ir dešinė ranka.

Naujausi straipsniai

3 min. skaitymo • prieš 17 minučių

Sfinksą statė iš tų pačių uolienų, kuriose gulėjo iki šiol nežinomas krokodilas

3 min. skaitymo • prieš 27 minutės

NASA tiria apledėjimą, kurio įprasta lėktuvo apsauga gali nepasiekti – lašai būna iki 2 mm

3 min. skaitymo • prieš 37 minutės

Arkties jūros ledas susitraukė iki 4,6 mln. km² – rimčiausias 2026 m. signalas slepiasi žiemą

Visi naujausi straipsniai →

Negyvi cheminiai procesai dažniausiai sukuria maždaug vienodą L ir D formų mišinį. Gyvybė Žemėje elgiasi labai neįprastai: baltymuose beveik išimtinai naudojamos L aminorūgštys. Todėl ryškus vienos chiralinės formos dominavimas nežemiškame mėginyje galėtų būti svarbus biožymuo.

Tradiciniai metodai tokią sudėtį gali išmatuoti, tačiau jiems dažnai reikia cheminių reagentų, didesnės laboratorinės įrangos ir nemažo mėginio. Kosminėje misijoje kiekvienas gramas ir kiekviena judanti detalė kainuoja.

Osakos komanda tarp dviejų auksinių nanolaidų suformavo itin mažą tarpą. Kai pro jį praeina viena molekulė, kvantinio tuneliavimo srovė trumpam pasikeičia. Skirtingos aminorūgščių formos palieka skirtingus elektrinius signalus.

DI modelis išmoksta tuos signalus klasifikuoti. Taip galima ne tik pasakyti, kokia aminorūgštis praėjo pro jutiklį, bet ir atskirti jos L ar D formą.

Tikslas – mažas gyvybės detektorius būsimiems kosminiams aparatams

Tyrėjams svarbu buvo įrodyti, kad metodas veikia ne tik su švariais laboratoriniais mėginiais. Murchisono meteorite ir Atakamos dykumos grunte yra daug skirtingų organinių ir neorganinių junginių, galinčių trukdyti matavimams.

Nepaisant to, elektrinis metodas atkūrė pagrindinius aminorūgščių sudėties bruožus panašiai kaip tradicinės analizės technologijos.

Tai dar nėra paruoštas Marso gyvybės detektorius. Didesnis nei 80 proc. tikslumas vienos molekulės lygiu yra įspūdingas laboratorinis rezultatas, tačiau kosminiam instrumentui reikėtų daug griežtesnio kalibravimo, atsparumo radiacijai, temperatūros svyravimams ir taršai.

Vis dėlto metodas turi vieną svarbų pranašumą – jis elektrinis. Potencialiai tai leistų sukurti kompaktiškesnį, mažiau reagentų reikalaujantį instrumentą būsimoms planetų ar asteroidų misijoms.

TechNaujienos.lt jau rašė, kad NASA tiria vietas Mėnulyje, kur milžiniški urvai galėtų tapti natūralia astronautų slėptuve. Astrobiologijos misijoms technologinis iššūkis panašus: kuo daugiau sudėtingos laboratorijos funkcijų reikia sutalpinti į mažą, autonominį aparatą.

Osakos universiteto darbas „Chiral discrimination of amino acids in meteorite and desert soil extracts via single-molecule nanogap conductance“ publikuotas „Nature Communications“, DOI: 10.1038/s41467-026-77947-6.

Viršelio nuotraukoje – Atakamos dykuma, iliustruojanti Marso analoginę aplinką. Nuotrauka: Ron Knight / Wikimedia Commons. Naudojama pagal CC BY 2.0; originalus failas.