SG.hu·
A víz lehet a "balkezes" élet egyik magyarázata
Meteoritok porának elemzéséből a NASA tudósai újabb fontos ismereteket szereztek az élet legalapvetőbb, molekuláris szintű működését övező rejtély megoldásához, ami megmagyarázhatja, miért balkezes az élet, azaz miért használja az összes ismert életforma kizárólag az aminosavak balkezes változatait proteinjeik felépítéséhez.
A fehérjék az élet molekuláinak motorjai, melyek számtalan szerkezetben megtalálhatók a hajtól a kémiai reakciókat szabályozó enzimekig. Ahogy az ábécé betűit is végtelen kombinációba rendezhetjük szavakat alkotva belőlük, az élet is 20 különböző aminosavat használ különböző elrendezésekben, aminek több millió különböző protein az eredménye.
Az aminosav molekulák kétféleképpen építhetők meg, melyek egymás tükörképei, akárcsak két kezünk. Bár a jobbkezes aminosavakon alapuló élet is feltehetően jól működne, nem lehetséges a keverésük, magyarázta dr. Jason Dworkin, a NASA Goddard Űrrepülő Központjának kutatója, a Proceeding of National Academy of Sciences március 16-i számában megjelent tanulmány társszerzője. "Ha megtesszük, az élet olyanná válik, mint egy rántotta - egy kotyvalékká. Mivel az élet nem működik jobb- és balkezes aminosavak keverékeként, felmerül a kérdés, hogy mi alapján választott az élet, miért részesíti előnyben a balkezes aminosavakat?"
Az elmúlt négy év során a kutatók gondosan elemezték több szénben gazdag meteorit, úgynevezett szenes kondrit mintáit, melyek viszonylag nagy mennyiségű vizet is tartalmaztak. A Goddard munkatársai egy ritka aminosav, az izovalin után kutattak. Minden aminosav képes balkezesről jobbkezesre váltani, illetve ugyanennek a fordítottja is igaz. A váltást sugárzás vagy hőmérséklet által felerősített kémiai reakciók idézik elő. Az izovalin rendelkezik azzal a különleges képességgel, hogy évmilliárdokon át megtartsa eredeti elrendezését. Talán pontosan ezért használja rendkívül ritkán a földi élet, tehát jelenléte a meteoritokban igen kis valószínűséggel lehet földi szennyeződés eredménye. A vizsgálatok kimutatták, hogy három szenes meteorittípusban is nagyobb a balkezes izovalin változatok száma a jobbkezeseknél.
"Azzal, hogy több meteorit típusban is nagyobb számban találtunk balkezes izovalint, alátámaszthatjuk azt az elméletet, miszerint az aszteroidák és üstökösök által a korai Földre hozott aminosavak járultak hozzá a kizárólag balkezes élet elterjedéséhez bolygónkon" - mondta dr. Daniel Glavin, a kutatás vezetője. "Az általunk tanulmányozott meteoritok még a Föld kialakulása előtti időkből származnak" - folytatta Glavin. "Meggyőződésünk, hogy ugyanaz a folyamat, ami a balkezes izovalin többletet létrehozta, a meteoritokban található többi aminosavnál is érvényesülhetett, azonban a balkezes változatok túlsúlya az eltelt idő alatt elenyészett."
A felfedezés igazolja és kiszélesíti John Cronin és Sandra Pizzarello egy évtizeddel ezelőtti kutatását, ami elsőként jelezte a balkezes aminosavak túlsúlyát a Murchinson meteoritban. Ez az űrkőzet az elméletek szerint egy aszteroida darabja. "Egy másik technikát alkalmaztunk a többlet megtalálásához, és az Orgueil meteoritban is rábukkantunk. Ez egy másik meteorit csoporthoz tartozik, melynek tagjai ismereteink szerint egy elpusztult üstökös darabjai" - mondta Glavin.
A csapat egy sémát is talált a többletre. A különböző meteorit-típusok különböző mennyiségű vízzel rendelkeznek, ami a bennük található agyagokból és vízhordozó ásványokból állapítható meg. A képlet egyszerű, a kutatók észlelése szerint a nagyobb vízmennyiséget magukénak mondó meteoritokban nagyobb a balkezes izovalin aránya, vagyis elképzelhető, hogy a víz erősíti fel a balkezes aminosav molekulák jelenlétét. "Ez arra utal, hogy a balkezes aminosav többlet létrejöttének valamilyen köze lehet a víz munkájához" - magyarázta Dworkin. "Mivel elég sok módja van a balkezes aminosav többlet kialakulásának, a vízzel kapcsolatos felfedezés jelentősen leszűkíti a lehetőségek körét."
A balkezesség túlsúlya bár megnehezíti a földönkívüli élet kutatását naprendszerünkben, ugyanakkor valószínűbbé teszi magát a létét. "Ha sikerül életre bukkanunk a Naprendszer valamelyik másik zugában, akkor az nagy valószínűséggel mikroszkopikus méretű lesz, mivel csak a mikrobák képesek a szélsőséges közegekben megélni" - mondta Dworkin. "A mikroszkopikus életről viszont rendkívül nehéz megmondani, hogy az valóban földönkívüli-e, vagy csak valamilyen földi szennyeződés került a vizsgált mintákba. Ha a vizsgálatok során jobbkezes aminosavakra bukkanunk, akkor egyértelmű, hogy az élet nem földi eredetű."
"Mindazonáltal a balkezes aminosavak túlsúlya már a világűrben jelentkezik, ami valószínűleg az egész Naprendszerre kiterjed, így bármely élet, amire esetleg rátalálhatunk például a Marson, az szinte biztos, hogy balkezes lesz. Másfelől, ha van valamilyen mechanizmus, ami megválasztja az aminosavak elrendezését még az élet kialakulása előtt, az egy megoldandó problémával kevesebb a prebiotikus kémia számára. Ha pedig ez a Föld esetében megoldódott, akkor jó eséllyel más potenciálisan életre alkalmas helyeken is megoldódhatott, gondolok itt a Mars felszínalatti területeire, az Europa és az Enceladus jeges kérge alatt feltételezett óceánokra, valamint a Titánra."
A fehérjék az élet molekuláinak motorjai, melyek számtalan szerkezetben megtalálhatók a hajtól a kémiai reakciókat szabályozó enzimekig. Ahogy az ábécé betűit is végtelen kombinációba rendezhetjük szavakat alkotva belőlük, az élet is 20 különböző aminosavat használ különböző elrendezésekben, aminek több millió különböző protein az eredménye. Az aminosav molekulák kétféleképpen építhetők meg, melyek egymás tükörképei, akárcsak két kezünk. Bár a jobbkezes aminosavakon alapuló élet is feltehetően jól működne, nem lehetséges a keverésük, magyarázta dr. Jason Dworkin, a NASA Goddard Űrrepülő Központjának kutatója, a Proceeding of National Academy of Sciences március 16-i számában megjelent tanulmány társszerzője. "Ha megtesszük, az élet olyanná válik, mint egy rántotta - egy kotyvalékká. Mivel az élet nem működik jobb- és balkezes aminosavak keverékeként, felmerül a kérdés, hogy mi alapján választott az élet, miért részesíti előnyben a balkezes aminosavakat?"
Az elmúlt négy év során a kutatók gondosan elemezték több szénben gazdag meteorit, úgynevezett szenes kondrit mintáit, melyek viszonylag nagy mennyiségű vizet is tartalmaztak. A Goddard munkatársai egy ritka aminosav, az izovalin után kutattak. Minden aminosav képes balkezesről jobbkezesre váltani, illetve ugyanennek a fordítottja is igaz. A váltást sugárzás vagy hőmérséklet által felerősített kémiai reakciók idézik elő. Az izovalin rendelkezik azzal a különleges képességgel, hogy évmilliárdokon át megtartsa eredeti elrendezését. Talán pontosan ezért használja rendkívül ritkán a földi élet, tehát jelenléte a meteoritokban igen kis valószínűséggel lehet földi szennyeződés eredménye. A vizsgálatok kimutatták, hogy három szenes meteorittípusban is nagyobb a balkezes izovalin változatok száma a jobbkezeseknél.
"Azzal, hogy több meteorit típusban is nagyobb számban találtunk balkezes izovalint, alátámaszthatjuk azt az elméletet, miszerint az aszteroidák és üstökösök által a korai Földre hozott aminosavak járultak hozzá a kizárólag balkezes élet elterjedéséhez bolygónkon" - mondta dr. Daniel Glavin, a kutatás vezetője. "Az általunk tanulmányozott meteoritok még a Föld kialakulása előtti időkből származnak" - folytatta Glavin. "Meggyőződésünk, hogy ugyanaz a folyamat, ami a balkezes izovalin többletet létrehozta, a meteoritokban található többi aminosavnál is érvényesülhetett, azonban a balkezes változatok túlsúlya az eltelt idő alatt elenyészett."
A felfedezés igazolja és kiszélesíti John Cronin és Sandra Pizzarello egy évtizeddel ezelőtti kutatását, ami elsőként jelezte a balkezes aminosavak túlsúlyát a Murchinson meteoritban. Ez az űrkőzet az elméletek szerint egy aszteroida darabja. "Egy másik technikát alkalmaztunk a többlet megtalálásához, és az Orgueil meteoritban is rábukkantunk. Ez egy másik meteorit csoporthoz tartozik, melynek tagjai ismereteink szerint egy elpusztult üstökös darabjai" - mondta Glavin.
A csapat egy sémát is talált a többletre. A különböző meteorit-típusok különböző mennyiségű vízzel rendelkeznek, ami a bennük található agyagokból és vízhordozó ásványokból állapítható meg. A képlet egyszerű, a kutatók észlelése szerint a nagyobb vízmennyiséget magukénak mondó meteoritokban nagyobb a balkezes izovalin aránya, vagyis elképzelhető, hogy a víz erősíti fel a balkezes aminosav molekulák jelenlétét. "Ez arra utal, hogy a balkezes aminosav többlet létrejöttének valamilyen köze lehet a víz munkájához" - magyarázta Dworkin. "Mivel elég sok módja van a balkezes aminosav többlet kialakulásának, a vízzel kapcsolatos felfedezés jelentősen leszűkíti a lehetőségek körét."A balkezesség túlsúlya bár megnehezíti a földönkívüli élet kutatását naprendszerünkben, ugyanakkor valószínűbbé teszi magát a létét. "Ha sikerül életre bukkanunk a Naprendszer valamelyik másik zugában, akkor az nagy valószínűséggel mikroszkopikus méretű lesz, mivel csak a mikrobák képesek a szélsőséges közegekben megélni" - mondta Dworkin. "A mikroszkopikus életről viszont rendkívül nehéz megmondani, hogy az valóban földönkívüli-e, vagy csak valamilyen földi szennyeződés került a vizsgált mintákba. Ha a vizsgálatok során jobbkezes aminosavakra bukkanunk, akkor egyértelmű, hogy az élet nem földi eredetű."
"Mindazonáltal a balkezes aminosavak túlsúlya már a világűrben jelentkezik, ami valószínűleg az egész Naprendszerre kiterjed, így bármely élet, amire esetleg rátalálhatunk például a Marson, az szinte biztos, hogy balkezes lesz. Másfelől, ha van valamilyen mechanizmus, ami megválasztja az aminosavak elrendezését még az élet kialakulása előtt, az egy megoldandó problémával kevesebb a prebiotikus kémia számára. Ha pedig ez a Föld esetében megoldódott, akkor jó eséllyel más potenciálisan életre alkalmas helyeken is megoldódhatott, gondolok itt a Mars felszínalatti területeire, az Europa és az Enceladus jeges kérge alatt feltételezett óceánokra, valamint a Titánra."