يمكن أن تبدأ اللبنات الأساسية للحياة في الحبيبات الجليدية الصغيرة التي تشكل الغاز والغبار الموجود بين النجوم ، ويمكن أن تكون تلك الحبوب الجليدية هي المفتاح لفهم كيف يمكن أن تنشأ الحياة على الكواكب. بمساعدة الطلاب ، اكتشف الباحثون زوجًا مهمًا من جزيئات البريبايوتك في الجسيمات الجليدية في الفضاء بين النجوم. قد تكون المواد الكيميائية ، الموجودة في سحابة عملاقة من الغاز على بعد حوالي 25000 سنة ضوئية من الأرض ، مقدمة لمكون رئيسي في الحمض النووي ، وقد يكون لعنصر آخر دور في تكوين حمض أميني مهم.
قال أنتوني ريمجان ، من المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي (NRAO): 'لقد وجدنا البريبايوتك النهائي لجزيئات البريبايوتك'.
باستخدام تلسكوب جرين بانك (GBT) في ولاية فرجينيا الغربية ، وجد الباحثون جزيئًا يسمى سيانوميثانيمين ، والذي ينتج الأدينين ، وهو أحد القواعد النووية الأربعة التي تشكل 'الدرجات' في بنية تشبه السلم للحمض النووي. يُعتقد أن الجزيء الآخر ، المسمى إيثانامين ، يلعب دورًا في تكوين ألانين ، أحد الأحماض الأمينية العشرين في الشفرة الوراثية.
في السابق ، اعتقد العلماء أن مثل هذه العمليات حدثت في الغاز الهش للغاية بين النجوم. ومع ذلك ، تشير الاكتشافات الجديدة إلى أن تسلسل التكوين الكيميائي لهذه الجزيئات لم يحدث في الغاز ، ولكن على أسطح حبيبات الجليد في الفضاء بين النجوم.
قال ريميجان: 'إن العثور على هذه الجزيئات في سحابة غازية بين النجوم يعني أن لبنات البناء المهمة للحمض النووي والأحماض الأمينية يمكن أن' تزرع 'الكواكب المشكلة حديثًا مع السلائف الكيميائية للحياة'.
في كل حالة ، تكون الجزيئات البينجمية المكتشفة حديثًا مراحل وسيطة في عمليات كيميائية متعددة الخطوات تؤدي إلى الجزيء البيولوجي النهائي. لا تزال تفاصيل العمليات غير واضحة ، لكن الاكتشافات تعطي نظرة ثاقبة جديدة حول مكان حدوث هذه العمليات.
قال ريميجان: 'نحن بحاجة إلى إجراء المزيد من التجارب لفهم كيفية عمل هذه التفاعلات بشكل أفضل ، ولكن يمكن أن تكون بعض الخطوات الرئيسية الأولى تجاه المواد الكيميائية البيولوجية قد حدثت على حبيبات جليدية صغيرة'.
أصبحت الاكتشافات ممكنة بفضل التكنولوجيا الجديدة التي تسرع عملية تحديد 'بصمات' المواد الكيميائية الكونية. كل جزيء لديه مجموعة محددة من حالات الدوران التي يمكن أن يفترضها. عندما تتغير من حالة إلى أخرى ، فإن كمية معينة من الطاقة إما تنبعث أو تُمتص ، غالبًا كموجات راديوية بترددات محددة يمكن ملاحظتها مع GBT.
سمحت التقنيات المختبرية الجديدة لعلماء الكيمياء الفلكية بقياس الأنماط المميزة لمثل هذه الترددات الراديوية لجزيئات معينة. مسلحين بهذه المعلومات ، يمكنهم بعد ذلك مطابقة هذا النمط مع البيانات التي يتلقاها التلسكوب. قامت المختبرات في جامعة فرجينيا ومركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية بقياس الانبعاثات الراديوية من سيانوميثانيمين والإيثانامين ، ثم تمت مطابقة أنماط التردد من تلك الجزيئات مع البيانات المتاحة للجمهور التي أنتجها مسح تم إجراؤه باستخدام GBT من 2008 إلى 2011.
أجرى فريق من الطلاب الجامعيين المشاركين في برنامج بحثي صيفي خاص لطلاب الأقليات في جامعة فيرجينيا (UVa) بعض التجارب التي أدت إلى اكتشاف مادة السيانوميثانيمين.
'هذا اكتشاف خاص جدًا ويثبت أن الطلاب في بداية حياتهم المهنية يمكنهم إجراء بحث رائع ،' قال بوكس بات ، الأستاذ في جامعة فيرجينيا والذي قام بتوجيه الطلاب.
مصدر: NRAO
