Самарские ученые доказали возможность образования предшественника молочной кислоты во льдах Млечного Пути

Ключевое для многих важных биохимических процессов вещество ученым удалось получить из замороженной смеси этилового спирта и угарного газа.

"В ходе экспериментов нам удалось впервые синтезировать молекулы лактальдегида (CH?CH(OH)CHO) в условиях, полностью имитирующих глубокий космос и межзвездные льды. Лактальдегид как предшественник молочной кислоты является важным промежуточным продуктом в биохимических процессах, связанных с образованием сахаров, сахарных кислот и аминокислот, которые могут играть ключевую роль в зарождении жизни", - приводятся в сообщении слова доцента кафедры физики СамГУ Ивана Антонова.

Он отметил, что результаты работы предоставляют науке новые данные о механизмах формирования сложных органических молекул в межзвездной среде и возможной роли этих молекул в происхождении жизни на Земле.

В ходе экспериментов ученые на специальной установке в сверхвысоком вакууме при очень низких температурах, как в глубоком космосе - около 268 градусов ниже нуля по Цельсию, облучали замороженную ледяную смесь монооксида углерода (угарный газ) и этанола (этиловый спирт) потоком высокоэнергетических электронов, игравшим роль галактических космических лучей.

Толщина облучаемого аналога межзвездного льда составляла всего несколько сотен нанометров - как считают ученые, именно такой может быть ледяная "мантия", которая образуется на крупинках звездной пыли, путешествующих по Галактике и становящихся с течением времени носителями различных органических молекул - "кирпичиков" жизни.

Благодаря точно рассчитанной дозе облучения электронами ученые "ускорили" время протекания реакций во льду: порядка 10 часов экспериментов на Земле оказались примерно эквивалентны 1 млн лет полета замороженных частиц звездной пыли по Млечному Пути.

"В результате были обнаружены лактальдегид и его изомеры: 3-гидроксипропаналь, этилформиат и 1,3-пропендиол. Эти соединения были идентифицированы с помощью изомер-селективной фотоионизационной масс-спектрометрии и исследований с использованием изотопных меток. Можно заключить, что лактальдегид и его изомеры после образования в межзвездных льдах могли и могут включаться в состав планетезималей (из планетезималей могут образовываться протопланеты - ИФ), доставляться с помощью метеоритов на различные молодые планеты, такие как ранняя Земля, что вполне позволяет объяснить появление на нашей планете пребиотических молекул, предшественников сложных биомолекул", - цитирует пресс-служба профессора Гавайского университета Ральфа Кайзера.

Как сообщалось, в начале 2024 года в Самаре была введена в эксплуатацию космическая фабрика "кирпичиков" жизни - экспериментальная установка, воспроизводящая условия глубокого космоса и позволяющая экспериментально исследовать эволюцию органических молекул в нашей Галактике. Изучение на практике путей возникновения в космосе "кирпичиков" жизни - биохимически важных молекул - должно помочь в разгадке тайны зарождения жизни на Земле.

Установка является ключевым элементом Центра лабораторной астрофизики Самарского филиала Физического института им.П.Н.Лебедева РАН (СФ ФИАН). Центр лабораторной астрофизики был создан в рамках мегагранта правительства РФ "Происхождение и эволюция органических молекул в нашей Галактике". Созданием и запуском установки занималась совместная команда ученых СФ ФИАН и СамГУ.

С помощью установки можно моделировать воздействие космического ионизирующего излучения на аналоги внеземных, межзвездных льдов в широком диапазоне химических и физических параметров.