Для этого исследователям пришлось воссоздать «пришельцев» из космоса, которые могли участвовать в зарождении жизни на нашей планете. Ими оказались вещества, «потомков» которых мы можем встретить в шампунях, косметике и стиральных порошках.
С помощью специального оборудования ученые создали аналоги межзвездного льда. Различные химические реакции, типичные для условий глубокого космоса, помогли получить молекулы хелатирующих агентов. Это вещества дают возможность ионам металлов проникать внутрь первых примитивных протоклеток и обеспечивают нормальную жизнедеятельность клеток, ускоряя копирование нити рибонуклеионовой кислоты (РНК) — одной из трех основных макромолекул, которые содержатся в клетках всех живых организмов. Теоретическая часть исследования прошла в Самарском университете им. Королёва, а экспериментальная часть — в Гавайском университете (США).
«Научная значимость нашего исследования состоит в том, что впервые в мире в аналогах межзвездных льдов были получены органические хелатирующие агенты. Это еще один значительный шаг к разгадке появления жизни на Земле. Как считают многие ученые, хелатирующие агенты были крайне необходимы для существования и развития первых биологических протоклеток. Эти вещества способствуют переносу ионов металлов сквозь клеточную мембрану и тем самым они могли участвовать в катализе репликации РНК, то есть, в копировании данных РНК и делении древних протоклеток», — рассказал один из авторов исследования, доцент кафедры физики Самарского университета им. Королёва Иван Антонов.
«Перенос ионов через мембрану клетки жизненно важен для всех современных форм жизни, это основополагающий механизм, но как древние клетки могли делать это без сложных белков, которые используются современными клетками, этот вопрос остается пока что неясным. Мы считаем, что ионы могли переноситься с помощью хелатирующих агентов, возникших в космосе в межзвездном льду и затем попавших вместе с метеоритами на Землю. В нашем исследовании мы показали, как хелатирующие агенты могут достаточно быстро образовываться в аналогах межзвездных льдов с помощью определенного набора химических реакций», — отметил Иван Антонов.
Хелатирующие агенты можно назвать своего рода молекулярными «скафандрами» — молекулы этих веществ как бы прочно обволакивают, крепко охватывают ионы металлов, после чего ионы в этих «одеяниях» могут спокойно проникать сквозь оболочку клетки и выполнять свои задачи. Ионы без хелатирующих агентов мембрана клетки не пропускает. Хелатирующие агенты мы наблюдаем и в повседневной жизни — например, эти вещества добавляют в различные моющие средства, стиральный порошок, шампуни, косметику. Они используются при различных химических анализах, а также при реставрации археологических находок — эти агенты легко убирают самую страшную ржавчину.
«Наши расчеты и эксперименты показали правдоподобный механизм образования многофункциональной сложной органики внутри межзвездного льда в условиях глубокого космоса. Это фундаментально расширяет знания о достижимом уровне молекулярной сложности органических молекул в космосе. Полученные молекулы действительно могут действовать как пребиотические хелатирующие агенты, когда-то попавшие на Землю с помощью метеоритов и комет и облегчившие транспорт ионов в первые примитивные клетки, что в конечном счете ускорило репликацию РНК и распространение ранних форм жизни», — подчеркнул Иван Антонов.
