Suuri toistuva molekyyli voi olla se, mikä määrittelee elämää

My stroke of insight | Jill Bolte Taylor (Heinäkuu 2019).

Anonim

Kun NASA tuumaa lähemmäksi uusien tehtävien käynnistämistä aurinkokunnan ulkokuoreille etsimällä elämää, tutkijat uudistavat keskittymisensä mittaamaan mitoitettavia elämän yleismaailmallisia ominaisuuksia.

On paljon keskustelua siitä, mitä voitaisiin pitää selkeänä elämässä osaksi, koska on olemassa niin monia määritelmiä, jotka erottavat animaation elävältä. NASAn mahdolliset edustustot lupaavilla paikoilla Euroopalle, Enceladukselle ja Titanille ovat yksilöllisiä lähestymistapoja elämän havaitsemiseen, mutta yksi arvostettu ääni kentällä sanoo, että on parempi tapa, joka on paljon vähemmän altis väärille positiivisille.

Huomautettu kemisti ja astrobiologi Steven Benner sanoo, että elämän allekirjoitusta ei välttämättä löydy tiettyjen elementtien ja yhdisteiden läsnäollessa eikä sen vaikutuksin ympäröivään ympäristöön, eikä se varmastikaan ole paljasta silmäykselle (tai edes hienostuneelle kameralle) nähtävissä.

Pikemminkin elämää voidaan pitää rakenteeltaan, molekyylinä rungona, jonka Benner ja hänen ryhmänsä, Applied Molecular Evolution -säätiö (FfAME), ovat tunnistaneet kaikkien elinten yhteisen perinnön. Sen keskeisenä tehtävänä on mahdollistaa se, mitä elämästä peräisin olevat tiedemiehet pitävät yleensä elintärkeänä dynaamisena elämässä ja sen lisääntyneessä monimutkaisuudessa ja levinneisyydessä: Darwinin evoluution tiedon siirtämisen, mutaation ja näiden mutaatioiden siirtämisen kautta.

"Se, mitä etsimme, on universaali molekyylibioserkintä, ja se on olemassa vedessä", sanoo Benner.

"Haluat geneettisen molekyylin, joka voi muuttaa fyysisiä olosuhteita muuttamatta fyysisiä ominaisuuksia - kuten DNA ja RNA voivat tehdä."

DNA: n tai RNA: n etsiminen jääisellä kuudella tai muualla edellyttäisi omaa elämäämme - ja elämää, joka on jo kehittynyt melko vähän. Yleisempi lähestymistapa on löytää lineaarinen polymeeri (suuri molekyyli tai makromolekyyli, joka koostuu monista toistuvista alayksiköistä, joista DNA ja RNA ovat tyyppejä) sähkövarauksella. Hänen mukaansa tämä on rakenteeltaan yleinen elämä, ja se voidaan havaita.

Kuten äskettäin julkaistussa artikkelissa, jonka Bennerin ryhmä julkaisi Astrobiology- lehdessä: "Ainoat molekyylijärjestelmät, jotka pystyvät tukemaan darwinilaista tietoa, ovat lineaarisia polymeerejä, joilla on toistuva selkärangan varaus, joita kutsutaan" polyelektrolyytteiksi ". Nämä tiedot viittaavat siihen, että polyelektrolyytit ovat geneettisiä molekyylejä kaikessa elämässä, riippumatta siitä, mikä on sen alkuperää ja mitä luonnollisen historiansa suunta tai tempo, kunhan se elää vedessä. "

Vuosien kokeilussa Benner ja muut ovat todenneet, että sähköiset lataukset näissä elintärkeissä polymeereissä tai "selkärankoissa" on toistettava. Jos ne ovat sekoitus positiivisia ja negatiivisia maksuja, niin kyky siirtää muuttuvia tietoja ilman itse rakenteen muuttamista menetetään.

Ja tämän seurauksena Benner sanoo, että näiden tunnettujen, lineaaristen ja toistuvien suurien molekyylien havaitseminen on potentiaalisesti mahdollista Europa- tai Enceladus-alueella tai missä tahansa vettä löytyy. Sinun tarvitsee vain esitellä latautuneet ja toistuvat molekyylirakenteet vastaavan varauksen omaavalle laitteelle ja mitata reaktio.

NASA: n Planetary Sciences -divisioonan johtaja James Green näkee arvot tässä lähestymistavassa.

"Bennerin polyelektrolyyttitutkimus on kiehtovaa, koska se antaa tutkijoillemme uuden kriittisen keskustelupisteen elämän löytämisestä pienellä määrällä kokeita", hän sanoo.

"Elämän löytäminen on erittäin suuri palkki ylittämään, sen täytyy metaboloida, jäljentää ja kehittyä - kaikkia, joista en voi kehittää kokeilua mitata toista planeettaa tai kuu. Jos se ei puhu eikä siirry eteenpäin kameralla meillä on jäljellä erittäin haastava laite, joka pystyy mittaamaan vain ominaisuuksia. Joten polyelektrolyytit ovat vielä yksi. "

Benner on kuvannut universaalia molekyylibiosignumiaan New Frontiers -matkojen kilpailevien ryhmien johtajille, jotka täyttävät pienet Discovery-lähetystyöt ja suuret lippulaivaiset planeettojen lähetystyöt.

Se kestää jonkin aikaa, mutta hänen ponnisteluistaan ​​monta vuotta, hän toteaa, että kiinnostus näyttää kasvavan sisällyttämällä hänen havaintojaan. Erityisesti Chris McKay, joka on NASA: n Ames-tutkimuskeskuksessa ja yksi New Frontiers Enceladuksen ehdotusryhmistä, sanoo olevansa Bennerin idean kannalta arvokas astrobiologi.

"Tämän ehdotuksen todella mielenkiintoinen näkökohta on se, että DNA: n sekvensoinnilla on nyt saatavilla uusia tekniikoita, joita voidaan yleistyä kaikkien lineaarisen molekyylin lukemiseksi", McKay kirjoittaa sähköpostissa.

Toisin sanoen ne pystyvät havaitsemaan kaikki polyelektrolyytit.

Muut ryhmät ovat vakuuttuneita siitä, että omat elämäntyövälineet voivat tehdä työtä. Morgan Cable, apulaisprojektin tiedemies Enceladus Life Finder -ehdotuksesta, hän sanoo, että hänen tiimillään on suurta luottamusta sen nelikulmaiseen lähestymistapaan. Paketti sisältää välineitä, kuten massaspektrometrit, jotka pystyvät havaitsemaan suuret molekyylit, jotka liittyvät elämään; sellaisten energian gradienttien mittaukset, jotka mahdollistavat elämisen ravinnoksi; elämään liittyvien isotooppisten allekirjoitusten havaitseminen; ja tunnistaa pitkät hiiliketjut, jotka toimivat membraaneina solun komponenttien talteenottamiseksi.

"Ei vain yksi, mutta kaikki neljä indikaattoria on kiinnitettävä huomiota elämään mahdollisen havaitsemisen", Cable sanoo.

NASA houkuttelee 12 ehdotusta tämän vuoden loppupuolella, joten Bennerin ideat voisivat toimia myöhemmin myös prosessissa.

NASAn tavoitteena on valittava seuraava uusi rajatarjonta noin kahden vuoden kuluttua, ja se käynnistyy vuoden 2020 puolivälissä.

Europa Clipperin orbiter -matkailun aikataulutetaan käynnistää vuonna 2022, mutta Trumpin hallinto on väliaikaisesti pudonnut sen kumppanin.

Kuitenkin NASA laittoi viime kuussa puhelut, jotka voisivat jonain päivänä kokeilla Europa-jäätä. Benner toivoo toistaiseksi, että hänen polyelektrolyyttejä koskeva teoria avain veden tai jään elämän tunnistamiseen otetaan huomioon ja otettaisiin huomioon.

menu
menu