Самарские ученые в составе международного коллектива сделали новый шаг к разгадке происхождения жизни

Органическое соединение, играющее важную роль в процессе зарождения жизни, в условиях, приближенных к космическим, впервые синтезировали ученые Самарского университета им. Королёва в составе международного коллектива. Авторы считают, что синтез простейшей органики в условиях, имитирующих космические льды, позволит найти разгадку появления органической жизни в нашей Вселенной. Результаты опубликованы в Physical Chemistry Chemical Physics.

Ключевыми промежуточными продуктами в биохимических процессах, протекающих в живых организмах, включая метаболизм углеводов, липидов и аминокислот, являются кетоальдегиды. Поэтому они могут играть важную роль в пребиотическом синтезе основных биомолекул, необходимых для происхождения жизни. Однако на сегодняшний день механизмы их образования остаются неясными для исследователей.

Научная установка по изучению химических процессов в условиях глубокого космоса, созданная в Центре лабораторной астрофизики СФ ФИАН

Ученые Самарского национального исследовательского университета им. Королёва впервые синтезировали простейший кетоальдегид — метилглиоксаль (CH3C(O)CHO) в условиях, приближенных к космическим. Они сделали это, облучив лед, состоящий из угарного газа и ацетальдегида, потоком электронов в глубоком вакууме при температурах жидкого гелия.

Чтобы узнать, какое вещество получилось в результате реакции, ученые использовали метод масс-спектрометрии, в котором состав и строение молекул продуктов определялись при помощи точного определения их массы. Молекулы продуктов ионизировали вакуумным ультрафиолетовым излучением с длиной волны 120 нм, после чего разгоняли в электрическом поле и определяли массу по времени, которое требуется иону, чтобы достичь детектора.

При этом длина волны ультрафиолетового излучения, которое использовали для ионизации, несла дополнительную информацию о структуре молекул, позволяющую различать изомеры — молекулы с одинаковыми составом и массой, но отличающиеся по структуре и свойствам.

"Полученные данные позволяют нам считать синтезированные вещества перспективными кандидатами для будущих астрономических поисков. После синтеза в холодных молекулярных облаках метилглиоксаль может служить ключевым предшественником сахаров, сахарных кислот и аминокислот", — рассказал доцент кафедры физики Самарского университета им. Королёва Иван Антонов.

По мнению исследователей, они впервые получили экспериментальные доказательства переноса атома водорода внутри молекулы кетоальдегида в аналогах межзвездного льда. Это расширяет фундаментальные знания ученых о том, как кетоальдегиды и их производные могут быть синтезированы в глубоком космосе.

"В будущем мы продолжим исследовать процессы образования сложных молекул из простых в условиях космического пространства, чтобы построить модель химической эволюции Вселенной. Мы хотели бы дать ответ на ключевые вопросы: могли ли необходимые для развития жизни вещества синтезироваться в космических условиях? Какие механизмы ведут к образованию этих веществ? В конечном итоге насколько уникально существование разумной жизни во Вселенной?" — пояснил Антонов.

Исследование проводилось на уникальной научной установке по изучению химических процессов в условиях глубокого космоса, созданной в Центре лабораторной астрофизики СФ ФИАН при поддержке Мегагранта №075-15-2021-597.

Источник: ria.ru