研究:生命所需蛋白质前体或可在星际空间自发生成

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奥胡斯大学研究人员在实验室模拟星际尘埃云环境后报告称,生命所需的蛋白质前体分子可能在太空中自发形成。相关研究成果已发表于《自然天文学》。研究团队表示,这一结果挑战了“复杂分子仅在恒星与行星形成后期才出现”的长期认识,并意味着生命关键分子在宇宙中的分布或比此前设想更为普遍。

研究由奥胡斯大学研究人员塞尔吉奥·约波洛(Sergio Ioppolo)与阿尔弗雷德·托马斯·霍金森(Alfred Thomas Hodgkinson)等人开展,实验地点包括奥胡斯大学实验室以及匈牙利国际欧洲设施HUN-REN Atomki。研究人员在小型腔室内模拟距离数千光年的巨大尘埃云条件:温度低至零下260摄氏度、压力极低,并通过持续抽出气体分子维持超高真空,以观察粒子在辐射作用下的反应过程。

研究团队将甘氨酸置于腔室中,并使用HUN-REN Atomki离子加速器产生的宇宙射线模拟物进行照射,随后对产物进行分析。霍金森表示,实验观察到甘氨酸分子发生反应,生成肽和水;这表明类似过程可能也会在星际空间发生。

肽由氨基酸短链连接而成,肽进一步结合可形成蛋白质。约波洛指出,尽管此前已有实验表明甘氨酸等简单氨基酸可在星际空间形成,但团队关注的是更复杂分子是否也能在尘埃颗粒表面自然生成,并在恒星与行星形成过程中被带入新生天体系统。

研究人员称,他们之所以聚焦恒星间巨大尘埃云,是因为这类区域被认为是新太阳系的“诞生地”。约波洛表示,传统观点认为尘埃云中只能形成非常简单的分子,更复杂分子通常被认为是在气体聚集成盘状结构、并最终形成恒星的阶段才出现;而本次实验结果显示情况并非如此。

研究团队进一步指出,尘埃云最终会坍缩形成恒星和行星,相关微小分子构件可能随之进入新形成太阳系内的岩石行星。如果这些行星位于适居带,生命出现的可能性将更具现实基础。不过,研究人员同时强调,生命起源机制仍未被完全厘清。

在反应普遍性方面,霍金森表示,氨基酸通过相同的化学过程结合成肽,因此除甘氨酸之外,其他更复杂氨基酸也可能在星际空间发生类似反应并形成不同肽类,但团队尚未对其展开实验验证。

研究人员还提到,氨基酸与肽并非生命所需的唯一构件,膜结构、核碱基与核苷酸同样关键,这些分子是否也能在太空中自然形成仍有待研究。合著者、InterCat中心负责人利夫·霍内凯(Liv Hornekae)教授表示,这类分子可能参与早期前生物化学过程,并催化进一步反应。约波洛称,团队将继续推进相关基础问题的研究。


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