Uma visão interna de uma câmara de reação de ultra-alto vácuo que simula reações químicas em um ambiente de nuvem interestelar. Crédito:Universidade de Hokkaido
Um experimento mostra que uma das unidades básicas de vida - nucleobases - pode ter se originado dentro de nuvens de gás gigantes intercaladas entre as estrelas.
Blocos de construção essenciais do DNA, compostos chamados nucleobases, foram detectados pela primeira vez em um ambiente simulado que imita nuvens gasosas que são encontradas intercaladas entre estrelas. A descoberta, publicado no jornal Nature Communications , nos aproxima da compreensão das origens da vida na Terra.
"Este resultado pode ser a chave para desvendar questões fundamentais para a humanidade, como quais compostos orgânicos existiram durante a formação do sistema solar e como eles contribuíram para o nascimento da vida na Terra, "diz Yasuhiro Oba do Instituto de Ciência de Baixa Temperatura da Universidade de Hokkaido.
Os cientistas já detectaram algumas das moléculas orgânicas básicas necessárias para o início da vida em cometas, asteróides, e em nuvens moleculares interestelares - nuvens gasosas gigantes dispersas entre as estrelas. Pensa-se que essas moléculas poderiam ter atingido a Terra por meio de impactos de meteoritos há cerca de 4 bilhões de anos, fornecendo ingredientes essenciais para o coquetel químico que deu origem à vida. Aprender como essas moléculas se formaram é vital para compreender as origens da vida.
A unidade estrutural básica de DNA e RNA é chamada de nucleotídeo, e é composto por uma nucleobase, um açúcar, e um grupo fosfato. Estudos anteriores que imitam as condições esperadas em nuvens moleculares interestelares detectaram a presença de açúcar e fosfato, mas não de nucleobases.
As nucleobases fundamentais detectadas em um ambiente de nuvem interestelar simulada. Crédito:Universidade de Hokkaido
Agora, Yasuhiro Oba e colegas da Universidade de Hokkaido, Universidade Kyushu, e a Agência Japonesa para Ciência e Tecnologia Marinho-Terrestre (JAMSTEC) usaram métodos analíticos avançados para detectar as nucleobases fundamentais em um ambiente de nuvem interestelar simulada.
A equipe conduziu seus experimentos em uma câmara de reação de ultra-alto vácuo. Uma mistura gasosa de água, monóxido de carbono, amônia, e o metanol foi continuamente fornecido a um análogo de poeira cósmica a uma temperatura de -263 graus Celsius. Duas lâmpadas de descarga de deutério conectadas à câmara forneciam luz ultravioleta a vácuo para induzir reações químicas. O processo levou à formação de uma película de gelo no análogo de poeira dentro da câmara.
A equipe usou um espectrômetro de massa de alta resolução e um cromatógrafo líquido de alto desempenho para analisar o produto que se formou no substrato após aquecê-lo à temperatura ambiente. Avanços recentes nestas ferramentas tecnológicas permitiram-lhes detectar a presença da citosina de nucleobases, uracil, timina, adenina, xantina, e hipoxantina. Eles também detectaram aminoácidos, que são os blocos de construção das proteínas, e vários tipos de dipeptídeo, ou um dímero de aminoácido, no mesmo produto.
A equipe suspeita que experimentos anteriores simulando ambientes de nuvem molecular interestelar teriam produzido nucleobases, mas que as ferramentas analíticas utilizadas não eram sensíveis o suficiente para detectá-los em misturas complexas.
"Nossas descobertas sugerem que os processos que reproduzimos podem levar à formação dos precursores moleculares da vida, "diz Yasuhiro Oba." Os resultados podem melhorar nossa compreensão dos primeiros estágios da evolução química no espaço. "
