Kosmose – ir tarpžvaigždinėje bei tarpplanetinėje erdvėje, ir asteroiduose ar kometose – randama daugybė įvairiausių cheminių junginių. Nuo paprasčiausių molekulių, tokių kaip vandenilio ar anglies monoksido, iki sudėtingų darinių, kurie Žemėje dalyvauja biologiniuose procesuose ir netgi yra gyvų organizmų „statybinės medžiagos“. Naujame tyrime paskelbta apie pirmą kartą aptiktą nežemiškos kilmės baltymą.

Baltymas aptiktas meteorite Acfer 086, kuris atrastas Alžyre 1990 metais. Per tris dešimtmečius jis ištirtas, atrodytų, visais įmanomais būdais. Jau anksčiau ten aptikta aminorūgščių – junginių, iš kurių gyvuose organizmuose formuojasi baltymai. Aminorūgščių egzistavimas meteorituose žinomas jau gana seniai, taigi pačios iš savęs jos nebuvo kažkas stebėtino. Bet išliko klausimas, ar gali rūgštys kosmoso sąlygomis susijungti į sudėtingesnius darinius, tokius kaip baltymai. 2017 metais nustatyta, kad Acfer 086 meteorite esančios rūgštys jungiasi į polimerus, kurių masė viršija 4000 atominių masės vienetų. Tokia masė atitinka maždaug 30 aminorūgščių. To tyrimo autoriai negalėjo detaliau nustatyti, kokia yra polimero struktūra, tik išsiaiškino, kad polimere esama aminorūgščių glicino, hidroksi-glicino ir alanino.

Siekdami atsakyti į šį klausimą, tyrėjai pasitelkė pažangiausią šiuo metu prieinamą masių spektrometrijos technologiją. Taip jie identifikavo ne tik polimero dydį, bet ir aminorūgščių sudėtį bei papildomus struktūros komponentus: deguonį, geležį ir litį. Jie patvirtino ankstesnį rezultatą apie tai, kokios aminorūgštys sudaro polimerą, bei nustatė, kad glicinas yra pagrindinė komponentė. Taip pat jie išsiaiškino, kad rūgštys jungiasi į trijų ilgių grandines – 15, 16 arba 17 molekulių. Tai dvigubai mažiau, nei nustatyta 2017 metų tyrime; ankstesnio tyrimo metu greičiausiai aptikti ne pavieniai polimerai, o jų junginiai, nes ten naudota technologija sunkiai gali identifikuoti darinius, kurių masė mažesnė už 4000 atominių masės vienetų. Konkretūs ilgiai gali žymėti tam tikrą atrankos efektą: jeigu būtent tokio ilgio grandinės gali vykdyti kokią nors funkciją, padedančią formuotis naujiems tokio pat ilgio junginiams, o trumpesnės ar ilgesnės – negali, laikui bėgant visas glicinas ir hidroksi-glicinas turėtų susijungti į būtent tokias grandines. Kokia tai funkcija – neaišku, bet šį tą sufleruoja grandinių galai. Juos riboja geležies atomai bei geležies-deguonies atomų grupės su ličio priemaišomis. Tokios grupės, veikiamos Saulės šviesos, galėtų skaidyti vandenį – galbūt tai yra dalis katalitinio mechanizmo. Remdamiesi šiais argumentais – aiškiu apribotu grandinės ilgiu, galima katalitine funkcija – mokslininkai drąsiai paskelbė, jog atrastas junginys yra ne šiaip polimeras, o baltymas. Įprastai baltymais vadinami aminorūgščių polimerai, turintys bent 50-ies rūgščių grandines, bet dabar manoma, jog ir mažesni polimerai gali pasižymėti svarbiu biologiniu aktyvumu. Naujasis radinys pavadintas hemolitinu.

Ar gali būti, kad šis baltymas yra tarša – žemiškas junginys, patekęs į meteoritą po jo nukritimo? Beveik neabejotinai ne, dėl dviejų priežasčių. Pirma – aptikta struktūra neatitinka jokio žinomo žemiško baltymo. Tiesa, pati iš savęs ši priežastis reiškia nedaug, nes Žemėje baltymų yra gausybė, vien žmogaus organizme priskaičiuojama bent keliolika tūkstančių, nors įskaitant visas smulkias variacijas jų gali būti net ir milijonas. Taigi tikrai gali būti, kad hemolitinas formuojasi ir žemiškomis sąlygomis, tiesiog mes jo dar neaptikome.

Daug svaresnis kosminės kilmės įrodymas yra kitas: tarp vandenilio atomų hemolitine yra daug daugiau deuterio, nei būtų galima tikėtis, jeigu jis būtų žemiškos kilmės. Deuteris yra sunkesnė vandenilio atmaina, turinti vieną protoną ir vieną neutroną branduolyje; įprastas vandenilis neutronų neturi. Žemėje vienam deuterio atomui tenka 6420 įprasto vandenilio atomų, tuo tarpu hemolitine vienam deuteriui tenka vos 243 vandeniliai. Taigi deuterio ten yra kone 26 kartus daugiau, nei Žemėje. Panašus santykis aptiktas Hale-Bopp kometoje, taip pat skaičiuojama, kad panašiai daug deuterio turėtų būti išorinėse protoplanetinių diskų dalyse, kur kometos formuojasi.

Taigi, dabar žinome, jog bent vienas baltymas gali natūraliai susiformuoti ir kosmose – meteorite arba asteroide, iš kurio meteoritas Acfer 086 kilo. Beje, baltymai kosmose pagaminti ir anksčiau – Tarptautinėje kosminėje stotyje daromi bandymai auginant baltyminius kristalus. Ten tą padaryti dažnai yra paprasčiau, nei Žemėje, nes trapūs kristalai mikrogravitacijos sąlygomis auga lengviau ir tvarkingiau. Tik, žinoma, dirbtinio baltymų auginimo prižiūrint žmonėms nelabai galima palyginti su natūraliu baltymo susiformavimu niekaip neapsaugotoje aplinkoje.

Pastaraisiais metais kosmose atrasta ir daugiau sudėtingų junginių, reikalingų gyvybei, pavyzdžiui stabilūs cianido junginiai ar DNR/RNR sudėtinė dalis cukrus ribozė. Ar tai reiškia, kad ir gyvybė gali susiformuoti kosmose? Kol kas toks teiginys nėra pagrįstas, bet darosi vis aiškiau, kad kosmose formuojasi daugybė ikigyvybinių junginių. Kai kurie iš jų galėjo pasiekti Žemę ir padėti čia atsirasti gyvybei.

Plačiau apie atradimą galite paskaityti Space.com ir ScienceAlert straipsniuose, mokslinį straipsnį rasite arXiv.

Už naudingus patarimus rengiant tekstą dėkoju VU GMC Biochemijos instituto mokslininkei dr. Marijai Ger.

Laiqualasse