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美国宇航局探测神秘氨基酸信号寻找外星生物

时间:2019-07-08 10:41:43 来源:互联网 阅读:0次

美国宇航局探测神秘氨基酸信号寻找外星生物

目前科学家们正努力在宇宙中寻找有机分子信号,进而发现可能存在的外星生命,因为有机分子可创建蛋白质和酶等生命关键物质。在实验室内,科学家已经通过高科技手段模拟宇宙环境并创造出类似的生命基础分子,下一步将在科学家们的努力下,微型高效液相色谱-质谱仪可以通过探测氨基酸分子的“手性”来发现宇宙生命,调查对象包括太阳系内其他行星的冰冷卫星群、小行星以及位于柯伊伯带上的冰封天体。研究如何从太空岩石或者外星物质样本中探测到这些有机分子的信号。

从小行星陨石发现的信息推测宇宙生命可能存在左旋和右旋分子区别

氨基酸的手性示意图,左旋和右旋氨基酸分子如同在“照镜子”

来自格林贝尔戈美国国家航空航天局达德空间飞行中心的工程师斯蒂芬妮盖蒂(Stephanie Getty)认为可通过实验模拟技术手段来发现宇宙中的有机分子,该发明已经被评选为戈达德空间飞行中心先进仪器领域的年度创新工作,并获得了由美国国家航空航天局天体生物学科学与技术仪器发展计划提供的120万美元,用于研发天体寒冷表面采样先进有机物质分析仪(OASIS)。该仪器可由探测器携带,如同我们将一间装备精良的地球实验室送往另一颗小行星或者太阳系内的某一天体上,当探测器抵达后就可以展开对有机分子信号的探索。

在此之前,科学家应尽可能地减少探测器仪器被地球化合物污染的风险,比如借助冰冷天体表面采样先进有机物质分析仪,我们可以更进一步了解到太阳系中是如何形成有机化合物,以及那些地方具备演化出生命的潜力。打造的先进天体有机物质分析仪较以往研发的探测器液相色谱质谱仪具有强大的探测能力,敏感度提高了近100倍。然而,科学家为何要寻找宇宙中的氨基酸分子呢?探测空间中或天体氨基酸分子信号的研究开始于五十年前,这是因为科学家在各种各样的陨石中发现了氨基酸的痕迹,是小行星遗留在地球上的物质

这项发现彻底改变了天体生物学,重新激发了科学家寻找宇宙生命的方向和动力,根据我们目前掌握的信息,在太阳系的其他地方或者太阳系以外的宇宙天体都有可能存在氨基酸分子。氨基酸作为蛋白质的重要组成模块,可指示宇宙生命存在的关键信息,而蛋白质是一类生物大分子、复杂的有机化合物,被认为是地球生命的重要成分,其所形成的酶几乎参与到所有的细胞活动中,可调节细胞内化学反应的速度。

这就像26个英文字母可组成无数个英文单词,仅20多种不同的氨基酸可形成数百万计的不同蛋白质分子。重要的是,氨基酸有一个有趣的特点,由于碳原子的共价键形成的空间结构使得氨基酸分子基团的排列呈现非重叠现象,就像我们的左手和右手一样,只有的镜子中才可能完全重叠,因此氨基酸便具有“手性”的性质,同一个氨基酸一般都有与之对应的手性分子。图2中显示的便是氨基酸分子的手性图示,对于互为手性的氨基酸分子就像一面镜子形成了对应结构。

鉴于氨基酸分子具有手性特征,由此就有了左手性还是右手性之分,科学家们通过偏振光的照射发现地球生命分子几乎都是左手性,即由左旋氨基酸构成,并推测产生这种倾向性的原因是否一种随机过程,携带了左旋氨基酸分子的陨石坠落在地球上,终使得地球生命几乎都是“左撇子”。为了找到答案,戈达德天体生物学分子实验室就了富碳陨石以及从彗星上收集到的细小微粒,结果发现在许多存在氨基酸的陨石样品中都是左旋性质。这表明在宇宙空间中存在左旋氨基酸的起源,而且尤其在小行星上体现得较为充分。

然而,太阳系中其他天体上是否存在类似的现象呢?行星环境是否对氨基酸的左旋和右旋特性产生决定性的影响?科学家认为先进天体有机物质分析仪的任务之一便是确定氨基酸左旋和右旋比率。早在1970年代,科学家就在海盗探测器上使用气相色谱-质谱仪来寻找火星有机物质,的好奇号火星车也搭载了行星化学实验室来研究火星岩石样本中的有机物质。终,研究小组希望打造出更轻、低耗能的天体有机化合物探测分析仪,全重可不超过11磅,该仪器搭载在行星际探测器上探索宇宙生命信号。

原标题:美国宇航局探测神秘氨基酸信号寻找外星生物

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稿源:中国青年

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