Photoredox sugar synthesis plausible on early Earth — ABC Chemicals

Исследование с использованием пребиотически реалистичных длин волн добавляет вес теории происхождения жизни

Ученые в США провели эксперименты, подтверждающие, что ультрафиолетовое излучение могло бы привести к синтезу простых пребиотически важных сахаров в условиях, существующих на ранней Земле.1

Photoredox sugar synthesis plausible on early Earth - ABC Chemicals

Еще в 2012 году Дугал Ритсон и Джон Сазерленд,2 в Лаборатории молекулярной биологии Совета по медицинским исследованиям в Кембридже, Великобритания, синтезировали сахара из цианокупратов с использованием ультрафиолетового света — результаты, которые подтвердили гипотезу мира РНК о происхождении жизни. Теперь Зои Тодд и Димитар Саселов из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и их коллеги провели аналогичные эксперименты, но на более низких и более представительных длинах волн, чем те, которые рассматривались ранее.

«Они [Ритсон и Сазерленд] проделали огромную работу, открыв этот район и продемонстрировав, что на самом деле можно делать сахара из цианокупрата», — говорит Тодд. В этих первоначальных экспериментах использовалась ртутная эмиссионная лампа, которая была дешевым, легким, но мощным источником ультрафиолетового излучения, но означала, что Ритсон и Сазерленд изучали фотохимию цианокупрата только при 254 и 266 нм. Тодд и Сасселов изучили возможный состав атмосферы Земли 4,6 миллиарда лет назад и обнаружили, что на ранней Земле могли присутствовать более низкие длины волн ультрафиолетового света, который отфильтровывает нынешняя атмосфера Земли. Поэтому они задались вопросом: «Можем ли мы взять их систему и масштабировать ее до других длин волн и еще больше уменьшить концентрации [реагентов], чтобы сделать ее более правдоподобной?»

Photoredox sugar synthesis plausible on early Earth - ABC Chemicals

Поэтому Тодд и Сасселов изучали другие длины волн. «Из-за нашего аппарата нам действительно пришлось значительно снизить концентрацию, что помогло с правдоподобностью пребиотиков, потому что вы не найдете тонны этого вещества на ранней Земле», — добавляет Тодд. Их эксперименты показали, что фотовозбуждение цианокупратов для получения 2- и 3-углеродных сахарных блоков, необходимых для синтеза пребиотиков, на самом деле более эффективно при более низких длинах волн, чем те, которые первоначально рассматривались Ритсоном и Сазерлендом. Эти длины волн ультрафиолетового света были также достаточны для того, чтобы стимулировать образование сахаров даже при низких концентрациях реагентов, ожидаемых на Земле в течение этой эры.

Эти результаты могут относиться к раннему Марсу или другим экзопланетам, вращающимся вокруг звезд, похожих на наше Солнце, и могут даже помочь в поиске жизни за пределами нашей Солнечной системы. «Если путь к жизни требует ультрафиолетового света для запуска химических реакций описанного типа, то рассмотрение ограничений, налагаемых химическим составом, составом атмосферы и солнечным излучением, может быть использовано для уточнения обитаемой зоны вокруг звезд», — комментирует Ритсон. не был вовлечен в это последнее исследование.

Результаты демонстрируют успех междисциплинарного подхода к решению сложного вопроса о том, как жизнь могла эволюционировать на земле, сочетая химию и астрономию, чтобы обеспечить более правдоподобное решение этой загадки. Сасселов полагает, что эти результаты являются лишь одним из кусочков гораздо большей головоломки: «Мы работаем над множеством таких случаев и надеемся собрать их вместе в большую (и красивую) самосогласованную картину того, как жизнь может возникнуть из химии».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *