Ilmuwan NASA ingin memecahkan misteri: Mengapa hidup “belok kiri?”

Kapan NASA meluncurkan pesawat ruang angkasa ke asteroid, para ilmuwan dengan sabar menunggu kesempatan mereka untuk melihat potongan -potongan ruang angkasa Rock di laboratorium, berharap itu akan menjawab beberapa pertanyaan yang paling abadi dari umat manusia.

Bagi Danny Glavin, seorang ilmuwan sampel senior, ia ingin memecahkan misteri tanpa henti dalam pekerjaan hidupnya: mengapa semua diketahui makhluk hidup hanya berdasarkan bentuk kidal dari asam aminomolekul yang membangun protein?

Momennya tiba hampir satu dekade kemudian. Glavin dan tim peneliti menyelidiki grit dari Bennuasteroid yang kaya karbon terbuat dari batu -batu besar yang terikattetapi apa yang mereka temukan melemparkan mereka bola lengkung. Daripada mendukung salah satu hipotesis terkemuka-bahwa tata surya awal lebih menyukai varietas kidal dan membawa bahan-bahan itu ke bumi primitif-itu tidak menunjukkan favoritisme sama sekali.

“Saya harus mengakui, saya sedikit kecewa atau kecewa,” kata Glavin. “Saya merasa ini tidak valid 20 tahun penelitian di lab kami dan karier saya.”

Banyak asam amino, apakah mereka digunakan dalam biologi atau tidak, datang dalam dua bentuk citra cermin. Setiap molekul memiliki atom karbon sentral dengan kelompok atom lain yang terpasang, berorientasi pada satu arah atau sebaliknya. Properti ini, yang disebut chirality, seperti tangan kiri dan kanan: mereka serupa, tetapi jika Anda menumpuknya, ibu jari akan menumpang cara yang berlawanan.

Dalam kehidupan bumi, asam amino selalu “kidal,” dan gula, yang sebagian membentuk tulang punggung DNA, selalu tangan kanan, memberikan helix ganda sentuhan tanda tangan ke kanan. Homogenitas yang ditemukan di antara keduanya sangat mengacaukan para ilmuwan karena versi kiri dan kanan dari semua molekul ini sama-sama tersedia dalam campuran kimia yang tidak hidup.

Secara praktis, jika semua molekul biologis mengambil bentuk terbalik, itu mungkin berfungsi dengan baik. Jadi jika hidup bisa mengambil jalan yang lain, mengapa tidak? Adalah seragam “kidal” adalah bahan rahasia dalam resep seumur hidup, dan lebih khusus lagi, lakukanlah memiliki belok kiri? Apakah bias terhadap asam amino kidal dimulai di kosmos, atau apakah itu terjadi kemudian di planet ini?

“Pertanyaan mendasar bagi kita semua adalah apakah kehidupan harus seperti itu,” kata Iris Chen, profesor teknik kimia dan biomolekul di UCLA, yang tidak terlibat dalam studi asteroid. “Apakah alam semesta cenderung pada jenis kehidupan kita, atau apakah biologi kita adalah hasil dari kecelakaan dan kebetulan?”

Para ilmuwan tahu sejak dini mereka akan menggunakan materi yang dikumpulkan oleh misi Osiris-Rex senilai $ 800 juta NASA, pendek untuk Origins, Interpretasi Spektral, Identifikasi Sumber Daya, dan Penjelajah Keamanan-Regolithuntuk menganalisis “kidal” asam amino individu. Fragmen mineral Bennu bisa lebih tua dari tata surya berusia 4,6 miliar. Butir Stardust ini bisa datang Bintang yang sekarat atau Supernova yang akhirnya menyebabkan penciptaan matahari dan planet.

Kecepatan cahaya yang dapat dipasangkan

Untuk melakukan studi mereka, mereka menyeduh semacam “teh Bennu,” merebus sejumlah kecil batu dan debu dalam air dan asam untuk mengekstraksi senyawa organik. Kemudian mereka menggunakan teknik spektrometri massa untuk mengidentifikasi molekul organik, termasuk 14 dari 20 asam amino yang digunakan kehidupan untuk membangun protein, yang melaksanakan instruksi genetik. Beberapa dari temuan terbaru diterbitkan minggu ini di jurnal Astronomi Alam.

“Saya harus mengakui, saya sedikit kecewa atau kecewa. Saya merasa seperti 20 tahun penelitian yang tidak valid di lab kami dan karier saya.”

Selama beberapa dekade terakhir, para peneliti telah menemukan itu meteorit – batu yang telah menempuh ruang dan Diantakan Kecelakaan Di Bumi-memiliki konsentrasi asam amino kidal yang lebih tinggi daripada yang kidal, di lingkungan 60 persen lebih. Mungkin batu -batu ruang angkasa mengirimkan senyawa yang kemudian menjalani reaksi kimia di dekat bumi Ventilasi laut dalam untuk membentuk sel pertama. Sisanya adalah evolusi, mungkin.

Hasil-hasil itu, ditambah dengan pengetahuan bahwa Space Rocks telah membombardir planet ini selama ribuan tahun, telah membuat para ilmuwan percaya bahwa asteroid kuno, kapsul waktu tata surya, juga akan mengungkapkan lebih banyak asam amino kidal. Jika tata surya memang memiliki lebih banyak orang kidal, mungkin cahaya terpolarisasi di luar angkasa adalah pelakunya. Sedikit favoritisme di lingkungan dapat berubah menjadi perbedaan yang lebih besar dari waktu ke waktu.

Tetapi para peneliti Bennu menemukan orang kidal dan kanan datang dengan setara. Sekarang Glavin bertanya -tanya apakah penelitian sebelumnya tentang meteorit tidak valid, mungkin terkontaminasi dengan protein Bumi ketika mereka jatuh ke tanah. Jason Dworkin, ilmuwan proyek untuk Misi Osiris-Rexberpikir mungkin ada alasan berbeda untuk Bennu melawan tren.

“Bennu adalah contoh dari satu jenis meteorit di masa depan yang terlalu rapuh untuk bertahan hidup di bumi, dan karenanya tidak benar -benar dalam koleksi kami,” kata Dworkin.

Mungkin kenyataannya adalah bahwa desain hidup ditentukan oleh flip koin. Setelah pola yang sukses ditetapkan, templat berlanjut melalui evolusi. Protein dan enzim, driver kecil di dalam sel, cocok bersama -sama seperti teka -teki jigsaw. Jika kehidupan muncul dengan asam amino kidal, beralih ke asam amino tangan kanan kemudian mungkin telah menghentikan semuanya dari bekerja. Ada keuntungan besar untuk keseragaman: jika orang didasarkan pada asam amino tangan kanan, mereka tidak akan bisa makan dan mencerna tanaman atau produk hewani berdasarkan asam amino kidal.

Peneliti telah membuat Versi cermin protein biologis dengan asam amino tangan kanan di laboratorium. Mereka berfungsi sama, tetapi mereka jauh lebih sulit untuk dihancurkan. Enzim yang biasanya akan memecahnya tidak berguna. Seperti pengering rambut Anda pada liburan internasional, alat ini tidak akan berfungsi jika steker dan outlet tidak cocok.

Beberapa ilmuwan yang mempertimbangkan implikasi dari masalah ini telah menyatakan keprihatinan tentang perkembangan sel cermin di masa depan di laboratorium. Jika orang terinfeksi bakteri cermin berbahaya, sistem kekebalan tubuh mereka mungkin tidak berdaya, tidak dapat melakukan serangan balik apa pun. Sekelompok ahli biologi baru -baru ini menulis kertas yang luas pada risikonya, seperti yang dilaporkan oleh The New York Times.

Terlepas dari kekecewaan Glavin bahwa Bennu tidak menghadirkan bias kiralitas, penelitian ini berlanjut. Dia dan kolaboratornya berencana untuk mempelajari lebih banyak sampel asteroid untuk menyelidiki kidal asam amino lainnya.

Dan mungkin ada lapisan perak: beberapa ahli astrobiologi telah mengusulkan dengan menggunakan molekul yang tidak proporsional sebagai molekul sebagai a Biosignature. Perpaduan kedua jenis dalam sampel luar angkasa mungkin menyarankan molekul dibuat secara kimia tanpa keterlibatan makhluk hidup. Tetapi kelebihan satu jenis bisa menjadi petunjuk untuk kehidupan asing.

“Terus terang, itu sebenarnya mungkin membuat pencarian hidup lebih mudah dalam beberapa hal karena kita tidak memiliki risiko ini berpotensi positif palsu,” kata Glavin. “Kami (bisa) percaya bahwa jika ada amplifikasi satu atau yang lain, bahwa mungkin ada biologi di baliknya.”