Een experiment toont aan dat een van de basiseenheden van het leven - nucleobasen - zou kunnen zijn ontstaan ​​in gigantische gaswolken die tussen de sterren zijn verspreid.

Essentiële bouwstenen van DNA, verbindingen genaamd nucleobasen, zijn voor het eerst gedetecteerd in een gesimuleerde omgeving die lijkt op gaswolken die tussen sterren worden gevonden. de bevinding, gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie , brengt ons dichter bij het begrijpen van de oorsprong van het leven op aarde.

"Dit resultaat zou de sleutel kunnen zijn tot het ontrafelen van fundamentele vragen voor de mensheid, zoals welke organische verbindingen bestonden tijdens de vorming van het zonnestelsel en hoe ze hebben bijgedragen aan de geboorte van leven op aarde, ", zegt Yasuhiro Oba van het Institute of Low Temperature Science van de Hokkaido University.

Wetenschappers hebben al enkele van de organische basismoleculen ontdekt die nodig zijn voor het begin van het leven in kometen, asteroïden, en in interstellaire moleculaire wolken - gigantische gaswolken verspreid tussen sterren. Men denkt dat deze moleculen zo'n 4 miljard jaar geleden de aarde zouden kunnen hebben bereikt door meteorietinslagen. het levert belangrijke ingrediënten voor de chemische cocktail die tot leven heeft geleid. Leren hoe deze moleculen zijn gevormd, is van vitaal belang om de oorsprong van het leven te begrijpen.

De fundamentele structurele eenheid van DNA en RNA wordt een nucleotide genoemd, en is samengesteld uit een nucleobase, een suiker, en een fosfaatgroep. Eerdere studies die de verwachte omstandigheden in interstellaire moleculaire wolken nabootsen, hebben de aanwezigheid van suiker en fosfaat gedetecteerd, maar niet van nucleobasen.

Nutsvoorzieningen, Yasuhiro Oba en collega's van Hokkaido University, Kyushu-universiteit, en het Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) hebben geavanceerde analytische methoden gebruikt om de fundamentele nucleobasen te detecteren in een gesimuleerde interstellaire cloudomgeving.

Het team voerde hun experimenten uit in een ultrahoogvacuümreactiekamer. Een gasvormig mengsel van water, koolmonoxide, ammoniak, en methanol werd continu toegevoerd aan een analoog van kosmisch stof bij een temperatuur van -263 graden Celsius. Twee deuteriumontladingslampen die aan de kamer waren bevestigd, leverden vacuüm ultraviolet licht om chemische reacties op te wekken. Het proces leidde tot de vorming van een ijzige film op de stofanaloog in de kamer.

Het team gebruikte een massaspectrometer met hoge resolutie en een krachtige vloeistofchromatograaf om het product te analyseren dat zich op het substraat vormde nadat het tot kamertemperatuur was opgewarmd. Dankzij recente ontwikkelingen in deze technologische hulpmiddelen konden ze de aanwezigheid van de nucleobasen cytosine detecteren, uracil, thymine, adenine, xanthine, en hypoxanthine. Ze ontdekten ook aminozuren, dat zijn de bouwstenen van eiwitten, en verschillende soorten dipeptide, of een dimeer van aminozuur, op hetzelfde product.

Het team vermoedt dat eerdere experimenten die interstellaire moleculaire wolkenomgevingen simuleren, nucleobasen zouden hebben geproduceerd, maar dat de gebruikte analytische instrumenten niet gevoelig genoeg waren om ze in complexe mengsels te detecteren.

"Onze bevindingen suggereren dat de processen die we reproduceerden, zouden kunnen leiden tot de vorming van de moleculaire voorlopers van het leven, " zegt Yasuhiro Oba. "De resultaten zouden ons begrip van de vroege stadia van chemische evolutie in de ruimte kunnen verbeteren."