一项新的实验室实验表明，生命的复杂组成单元可以在太空中自发形成。
银河系尘埃中心的全景图。最新研究表明，一些更复杂的生命组成单元可以在太空尘埃颗粒上形成，这或许预示着行星上会出现生物分子。 （图片来源：Getty Images）
一项实验室实验表明，生物分子的复杂前体可以在星际空间自发形成，这为宇宙中生命的起源开辟了新的途径。
一项新研究表明，在电离辐射的作用下，蛋白质的最简单单元——氨基酸会结合在一起形成肽键，这是合成更复杂的生物分子（如酶和细胞蛋白）的第一步。
研究作者表示，1 月 20 日发表在杂志上的研究结果为地球生命的起源提供了新的可能性，并可能有助于科学家更有针对性地寻找地外生命。
人生的鸡尾酒
早期生命是由多种益生元分子组成的复杂混合物演化而来，其中包括氨基酸、基本糖类和RNA 。但这些简单的起始化合物最初是如何形成的，至今仍是个谜。该研究的第一作者、丹麦奥胡斯大学物理与天文系博士后研究员阿尔弗雷德·霍普金森表示，一种假说认为，其中一些分子可能起源于外太空，后来通过陨石撞击被带到早期地球。
甘氨酸是最简单的氨基酸之一，过去50年来，人们在众多彗星和陨石样本中都发现了它的踪迹，包括NASA近期OSIRIS-REx任务从贝努小行星采集的尘埃样本。更复杂的二肽单元（由两个氨基酸结合并释放水分子形成）尚未在这些地外天体中被发现，但星际空间强烈的电离环境会产生特殊的化学反应，理论上可能促进这些较大分子的形成。
霍普金森告诉《生命科学》杂志：“如果氨基酸能够在太空中结合并达到更高层次的复杂结构（二肽），那么当这些二肽被运送到行星表面时，它们就拥有了一个更有利于生命形成的起点。这是一个非常令人兴奋的理论，我们想看看这些分子在太空中能够形成的复杂程度极限是什么？”
在实验室里重塑宇宙
因此，由奥胡斯大学天体物理学家塞尔吉奥·伊奥波罗（Sergio Ioppolo ）领导的团队力求尽可能地模拟外太空环境。他们利用位于匈牙利的HUN-REN Atomki回旋加速器装置，在20开尔文（零下423.67华氏度，或零下253.15摄氏度）和10⁻⁹毫巴的条件下，用高能质子轰击涂覆甘氨酸的冰晶，以尽可能地模拟太空环境。随后，研究人员利用红外光谱和质谱——分别用于识别化学键类型和产物分子量——分析了反应过程中生成的产物。立即注册订阅 Live Science 每日新闻简报
将世界上最引人入胜的发现直接发送到您的邮箱。请与我联系，告知我其他 Future 品牌的新闻和优惠信息。接收我们代表我们信任的合作伙伴或赞助商发送的电子邮件提交您的信息即表示您同意条款和条件以及隐私政策，并且您已年满 16 岁。
但至关重要的是，他们使用了一系列氘标记——氢的较重原子，在光谱分析过程中会产生不同的信号——来精确地追踪甘氨酸分子是如何相互作用的。
他们进行的标记实验很快证实了他们的最初假设：甘氨酸分子在辐射的作用下相互反应，形成一种叫做甘氨酰甘氨酸的二肽，从而证明含有肽键的更复杂的化合物可以在太空中自发形成。
但二肽并不是在这些条件下生成的唯一复杂有机分子。一种出人意料的复杂信号被初步鉴定为N-甲酰甘氨酰胺，它是参与DNA构建单元生成的酶的亚基之一，因此也是生命起源化学中的另一个关键角色。
霍普金森说：“如果你能制造出如此多种类的有机分子，这可能会以我们之前未曾想到的方式影响生命的起源。与其他研究人员——比如研究者——交流，看看这会如何改变他们对早期地球的看法，这很有意思。”
不过，接下来该团队正在研究星际介质中其他蛋白质形成氨基酸是否也存在同样的过程，这可能会为形成具有不同化学性质的更多样化、更复杂的肽类物质开辟可能性。
一项新的实验室实验表明，生命的复杂组成单元可以在太空中自发形成。
银河系尘埃中心的全景图。最新研究表明，一些更复杂的生命组成单元可以在太空尘埃颗粒上形成，这或许预示着行星上会出现生物分子。 （图片来源：Getty Images）
一项实验室实验表明，生物分子的复杂前体可以在星际空间自发形成，这为宇宙中生命的起源开辟了新的途径。
一项新研究表明，在电离辐射的作用下，蛋白质的最简单单元——氨基酸会结合在一起形成肽键，这是合成更复杂的生物分子（如酶和细胞蛋白）的第一步。
研究作者表示，1 月 20 日发表在杂志上的研究结果为地球生命的起源提供了新的可能性，并可能有助于科学家更有针对性地寻找地外生命。
人生的鸡尾酒
早期生命是由多种益生元分子组成的复杂混合物演化而来，其中包括氨基酸、基本糖类和RNA 。但这些简单的起始化合物最初是如何形成的，至今仍是个谜。该研究的第一作者、丹麦奥胡斯大学物理与天文系博士后研究员阿尔弗雷德·霍普金森表示，一种假说认为，其中一些分子可能起源于外太空，后来通过陨石撞击被带到早期地球。
甘氨酸是最简单的氨基酸之一，过去50年来，人们在众多彗星和陨石样本中都发现了它的踪迹，包括NASA近期OSIRIS-REx任务从贝努小行星采集的尘埃样本。更复杂的二肽单元（由两个氨基酸结合并释放水分子形成）尚未在这些地外天体中被发现，但星际空间强烈的电离环境会产生特殊的化学反应，理论上可能促进这些较大分子的形成。
霍普金森告诉《生命科学》杂志：“如果氨基酸能够在太空中结合并达到更高层次的复杂结构（二肽），那么当这些二肽被运送到行星表面时，它们就拥有了一个更有利于生命形成的起点。这是一个非常令人兴奋的理论，我们想看看这些分子在太空中能够形成的复杂程度极限是什么？”
在实验室里重塑宇宙
因此，由奥胡斯大学天体物理学家塞尔吉奥·伊奥波罗（Sergio Ioppolo ）领导的团队力求尽可能地模拟外太空环境。他们利用位于匈牙利的HUN-REN Atomki回旋加速器装置，在20开尔文（零下423.67华氏度，或零下253.15摄氏度）和10⁻⁹毫巴的条件下，用高能质子轰击涂覆甘氨酸的冰晶，以尽可能地模拟太空环境。随后，研究人员利用红外光谱和质谱——分别用于识别化学键类型和产物分子量——分析了反应过程中生成的产物。立即注册订阅 Live Science 每日新闻简报
将世界上最引人入胜的发现直接发送到您的邮箱。请与我联系，告知我其他 Future 品牌的新闻和优惠信息。接收我们代表我们信任的合作伙伴或赞助商发送的电子邮件提交您的信息即表示您同意条款和条件以及隐私政策，并且您已年满 16 岁。
但至关重要的是，他们使用了一系列氘标记——氢的较重原子，在光谱分析过程中会产生不同的信号——来精确地追踪甘氨酸分子是如何相互作用的。
他们进行的标记实验很快证实了他们的最初假设：甘氨酸分子在辐射的作用下相互反应，形成一种叫做甘氨酰甘氨酸的二肽，从而证明含有肽键的更复杂的化合物可以在太空中自发形成。
但二肽并不是在这些条件下生成的唯一复杂有机分子。一种出人意料的复杂信号被初步鉴定为N-甲酰甘氨酰胺，它是参与DNA构建单元生成的酶的亚基之一，因此也是生命起源化学中的另一个关键角色。
霍普金森说：“如果你能制造出如此多种类的有机分子，这可能会以我们之前未曾想到的方式影响生命的起源。与其他研究人员——比如研究者——交流，看看这会如何改变他们对早期地球的看法，这很有意思。”
不过，接下来该团队正在研究星际介质中其他蛋白质形成氨基酸是否也存在同样的过程，这可能会为形成具有不同化学性质的更多样化、更复杂的肽类物质开辟可能性。
