
一幅插圖描繪了一個(gè)擁有生命前分子的云可能的樣子。(圖片鳴謝:uux.cn/Jurik Peter/Shutterstock.com)
(神秘的生命地球uux.cn)據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)(基思·庫(kù)珀):新的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)顯示,氨基酸可以在星際分子氣體云的起源
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通過(guò)冷凍二氧化碳和氨來(lái)模擬星際冰,寒冷然后將這些冰慢慢加熱到62開(kāi)爾文(–211攝氏度,知的宙或–348華氏度),生命科學(xué)家們能夠創(chuàng)造出氨基甲酸。起源
氨基甲酸是古老一種簡(jiǎn)單的氨基酸。在生物化學(xué)中,寒冷它可以與磷酸單位連接形成分子,知的宙
上海(小姐上門服務(wù))全套服務(wù)vx《192+1819+1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)如氨甲酰磷酸,生命氨甲酰磷酸在尿素循環(huán)中很重要,起源也可以作為各種核堿基和其他氨基酸的古老前體,而核堿基和其他氨基酸是寒冷蛋白質(zhì)的組成部分。
由夏威夷大學(xué)馬諾阿分校和臺(tái)灣國(guó)立東華大學(xué)的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)發(fā)現(xiàn),加強(qiáng)了地球生命的組成部分——氨基酸、糖、蛋白質(zhì),甚至更復(fù)雜的有機(jī)分子——在被送到地球之前在太空中形成的理論。
“氨基酸有可能在冷分子云中形成,我們的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)提供了證據(jù),”夏威夷大學(xué)的Ralf Kaiser,這項(xiàng)新研究的高級(jí)作者之一,告訴Space.com。"我們證明了二氧化碳和氨僅僅通過(guò)加熱就能形成氨基甲酸."
在隕石中已經(jīng)檢測(cè)到了很多氨基酸,而羅塞塔任務(wù)在彗星67P/丘留莫夫-格拉西緬科中檢測(cè)到了氨基酸甘氨酸;在日本隼鳥(niǎo)2號(hào)飛行任務(wù)從小行星Ryugu返回地球的物質(zhì)樣本中也發(fā)現(xiàn)了氨基酸。
2023年3月發(fā)表的研究發(fā)現(xiàn),像這樣的小行星可能已經(jīng)獲得了氨基酸,這些氨基酸是由最終產(chǎn)生我們太陽(yáng)的前太陽(yáng)星云中的電離化學(xué)形成的。以前的實(shí)驗(yàn)也成功地從星際冰的類似物中產(chǎn)生了氨基酸,這些類似物與被稱為銀河宇宙射線的電離輻射相互作用。
然而,新的結(jié)果首次表明,即使沒(méi)有電離輻射,氨基酸也可以形成,并且還為氨基酸可以形成的溫度設(shè)定了下限。這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步表明,甚至在太陽(yáng)和行星出現(xiàn)之前,生命的基本構(gòu)件就已經(jīng)形成了。
唉,到目前為止,還沒(méi)有證實(shí)在星際分子云中檢測(cè)到氨基酸,今年夏天聲稱在一千光年外的分子云中檢測(cè)到氨基酸色氨酸,這是創(chuàng)造蛋白質(zhì)所必需的氨基酸之一,但后來(lái)被推翻了。
凱澤說(shuō):“到目前為止,唯一檢測(cè)到氨基酸的地方是在彗星和隕石中。”。
然而,就計(jì)算而言,新的發(fā)現(xiàn)支持了氨基酸應(yīng)該存在于恒星形成區(qū)域的理論。至關(guān)重要的是,Kaiser和他的同事們發(fā)現(xiàn),隨著分子云從內(nèi)部萌芽的年輕恒星的能量中升溫,實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氨基甲酸和氨基甲酸銨可以升華形成穩(wěn)定的氣體。
“我們上升到290開(kāi)爾文(17攝氏度,或62華氏度),它們?cè)跉庀嘀猩妫运鼈兛梢员簧潆娡h(yuǎn)鏡探測(cè)到,”凱澤說(shuō)。這些射電望遠(yuǎn)鏡包括ALMA,智利的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列,它一直在對(duì)原行星盤進(jìn)行成像。在這種正忙于形成小行星和原行星的圓盤中檢測(cè)到氨基酸,將進(jìn)一步鞏固這一理論,即氨基酸誕生于產(chǎn)生恒星和行星的分子云中,然后在它們的氣相中被吸積成行星體。

小組討論的分子圖。(圖片鳴謝:uux.cn/ACS Cent。Sci。2023)
目前,Kaiser說(shuō)下一步是在模擬星際云和恒星形成區(qū)域的條件下合成其他有機(jī)化合物的形成。
“一種可能性是看看更復(fù)雜的生物有機(jī)分子是否也能在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中形成,”他說(shuō)。在最近的一篇論文中,Kaiser和他的同事從氨和乙醛冰的混合物中制造了一種螯合劑。螯合劑將離子與“金屬離子”如鎂、鉀和鈉結(jié)合。這在細(xì)胞生物學(xué)中對(duì)于運(yùn)輸離子穿過(guò)細(xì)胞膜非常重要,但通常需要極其復(fù)雜的分子來(lái)推動(dòng)這些過(guò)程——科學(xué)家甚至不確定分子能否在太空中形成。
然而,Kaiser說(shuō),他的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了一種更基本的分子,“由氨和乙醛形成的益生元螯合劑提供了一種非常簡(jiǎn)單和通用的途徑,類似于氨基甲酸,以在太空中形成更復(fù)雜的系統(tǒng)。”
隨著進(jìn)化生物學(xué)家追溯地球上生物化學(xué)的進(jìn)化,隨著天文學(xué)家進(jìn)一步了解生命所使用的日益復(fù)雜的有機(jī)分子是如何在太空中形成的,他們將繼續(xù)更接近于在中間相遇,并確定地球上生命的起源,甚至更遠(yuǎn)。
這些發(fā)現(xiàn)發(fā)表在11月29日的美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)中央科學(xué)雜志上。