Xenobiologen van het Jet Propulsion Laboratory van NASA stellen voor om te zoeken naar leven buiten de aarde in de nasleep van een simpele reactie - de binding van aminozuren aan lichtgevende stoffen, volgens een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Analytical Chemistry.
“Met onze techniek kunnen we begrijpen welke aminozuren in de monsters erin zijn gekomen uit niet-levende bronnen, zoals meteorieten, en welke moleculen door leven zijn geproduceerd. Een van de belangrijkste doelen van NASA is het zoeken naar sporen van leven in het heelal. En de beste kans om het te vinden, is door watermonsters te analyseren uit waterwerelden, waaronder Enceladus en Europa, de manen van Saturnus en Jupiter,”zei Peter Willis van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, VS.
Wat is leven?
De ontdekking van tientallen aardachtige planeten en duizenden planeten in het algemeen in de afgelopen jaren heeft de vraag van wetenschappers opgewekt met hernieuwde kracht: zijn we alleen in het heelal? Bovendien duiden de ontdekking van geisers op Enceladus, de maan van Saturnus, en soortgelijke emissies van water op Europa, de maan van Jupiter, op de mogelijkheid van buitenaards leven binnen het zonnestelsel.
Sinds het midden van de jaren 60, toen de pioniers van ruimteverkenning bij NASA en de USSR begonnen na te denken over de zoektocht naar buitenaards leven, is er onder wetenschappers een woedend debat geweest over wat als leven telt. Wetenschappers discussiëren over hoe het eruitziet, hoe het kan worden gezien, 'geproefd' of aangeraakt, en hoe de mogelijke fossiele voetafdrukken kunnen worden onderscheiden van de producten van natuurlijke processen in de levenloze natuur.
Volgens Willis zou het eenvoudigste en handigste geval voor ons de ontdekking zijn van levende organismen zelf, of hun bestanddelen - eiwitten, DNA-moleculen, complexe suikers en vetten - in aarde, water of de atmosfeer van buitenaardse werelden. Dit is gemakkelijker te bereiken dan een echt fossiel te onderscheiden van een bizarre cluster van veelkleurige kristallen, maar het is nog steeds vrij moeilijk om te doen.
Volgens wetenschappers van NASA zijn er twee problemen - de gelijkenis van de "bouwstenen van het leven" van de levenloze natuur en hun analogen in de organismen van primitieve microben, evenals hun relatieve zeldzaamheid. De primitieve bestanddelen van eiwitten, suikers en vetten zijn onlangs gevonden in kometen en asteroïden, dus hun ontdekking in de wateren van Europa of Enceladus kan niet worden beschouwd als bewijs van het bestaan van leven in hun subglaciale oceanen.
Promotie video:
Een druppel leven in de zee
Willis en zijn collega's hebben beide problemen opgelost door een nieuwe methode te creëren voor het analyseren van watermonsters, die het mogelijk maakt om gelijktijdig alle aminozuren in de meest microscopisch kleine concentraties te vinden, en om hun 'levende' versies te onderscheiden van de producten van chemische evolutie van stoffen in de ruimte of op het oppervlak van planeten.
Hiervoor hebben wetenschappers een bekend patroon gebruikt - de "linkshandigheid" van het leven. Dit komt tot uiting in het feit dat cellen bij de synthese van eiwitmoleculen en enzymen uitsluitend die aminozuren gebruiken die naar links zijn gedraaid. Bij suikers is de situatie het tegenovergestelde: het leven gebruikt alleen "juiste" koolhydraten, die in de tegenovergestelde richting worden verdraaid.
Geleid door dit idee hebben Willis en zijn collega's speciale gloeiende moleculen gemaakt die alleen binden met de "linker" aminozuren. Wanneer een aminozuur aan dergelijke kleurstoffen wordt gehecht, verandert het van kleur en begint het langzamer te bewegen in de oplossing, wat het mogelijk maakt om de aanwezigheid van echte 'bouwstenen van het leven' te bepalen, zelfs in de kleinste concentraties, en ze letterlijk af te tellen tot een molecuul en ze door ultradunne capillaire vaten te leiden.
Om de efficiëntie van dit idee te testen, gingen wetenschappers naar de meest "buitenaardse" plek op aarde - naar de oevers van Lake Mono, Californië, waar het water zoveel alkali bevat dat er tot dusverre maar een paar bacteriën in zijn gevonden. Tegenwoordig wordt Mono beschouwd als de dichtstbijzijnde analoog van hoe de subglaciale oceaan van Enceladus eruit ziet, die ook veel alkaliën en zouten bevat.
De capillaire techniek van Willis en zijn collega's wierp zijn vruchten af - wetenschappers waren in staat om de aanwezigheid van 17 aminozuren tegelijk vast te leggen in Mono-wateren in concentraties die bijna 10 duizend keer lager zijn dan die die het SAM-laboratorium aan boord van de Curiosity-rover kan 'ruiken', het meest gevoelige instrument van dit soort voor buiten de aarde.
In de nabije toekomst zijn Willis en zijn collega's van plan om nog een set van dergelijke tests te maken voor de "juiste" aminozuren voor het geval het leven op andere planeten ze zal gebruiken. Zo'n apparaat, zoals wetenschappers hopen, zal een van de belangrijkste instrumenten worden aan boord van de afdalingsmodule van de Europa-Clipper-missie, die medio 2020 naar de maan van Jupiter zal gaan.
