Peptidi, osnovni gradivni blokovi proteina, mogu preživjeti i poprimiti stabilne trodimenzionalne strukture u koncentriranoj sumpornoj kiselini kakva ispunjava oblake Venere, pokazalo je novo istraživanje s MIT-a.
Znanstvenici su desetljećima pretpostavljali da je okoliš Venerinih oblaka, koji se sastoji od otprilike 98 posto sumporne kiseline, previše korozivan za bilo kakve složene biološke molekule. No tim istraživača predvođen Mei Hong, profesoricom kemije na MIT-u, dokazao je suprotno: kratki peptidi ne samo da ostaju netaknuti u tim uvjetima, nego se i savijaju u oblike poput grčkog slova omega, što bi im moglo omogućiti biološke funkcije.
Otkriće dolazi u ključnom trenutku za astrobiologiju. Dok se većina potrage za životom izvan Zemlje usredotočuje na planete sa sličnim tekućim površinama, ovo istraživanje sugerira da bismo mogli previdjeti čitavu klasu svjetova.
Kisele kapi kao potencijalno sklonište
Venerina površina prevruća je za život, no njezin sloj oblaka, smješten između 48 i 64 kilometra iznad tla, ima umjerene temperature. Problem je što su ti oblaci napravljeni od kapljica sumporne kiseline koja na Zemlji otapa metale i uništava većinu bioloških molekula.
Istraživači su otkrili da peptidi ostaju stabilni tjednima u tim uvjetima. Ključ je u nedostatku vode. Pri 98-postotnoj koncentraciji sumporne kiseline gotovo da i nema molekula vode, što znači da hidroliza — kemijska reakcija koja razbija peptidne veze u kiselini — ne može ni započeti.
“Bez vode, kiselina koju biste smatrali oštrim otapalom iznenada nije tako prijeteća kao što se misli”, kaže Hong.
Znanstvenici su analizirali tri različita peptida, uključujući sintetsku molekulu HHQ, koja se u vodi formira u ravne beta-nabrane ploče, ali u koncentriranoj sumpornoj kiselini poprima oblik petlje poput slova omega. Vjeruju da molekule sumporne kiseline djeluju kao skela koja klizi u središte petlje i drži je u tom obliku.
Širi pogled na potragu za životom
Sara Seager, profesorica planetarnih znanosti na MIT-u i jedna od autorica studije, ističe da nalazi otvaraju sasvim novi raspon mogućnosti u potrazi za izvanzemaljskim životom.
“Doista ne znamo puni opseg arhetipova planeta koji postoje. Tražimo egzoplanete koji bi mogli biti pravi Zemljin blizanac, ali što ako su svi oni Venere?”, pita se Seager.
Njezin tim već godinama radi na misijama Morning Star prema Veneri, a ovo istraživanje dodatno učvršćuje tezu da bi se tamo mogli pronaći tragovi života. Meteoriti koji sadrže aminokiseline redovito ulaze u Venerinu atmosferu, što znači da bi peptidi mogli biti dostupni kao gradivni blokovi za jednostavne oblike života.
Ovo nije prvi put da su istraživači pronašli otpornost bioloških molekula u ekstremnim uvjetima. Već su ranije studije pokazale da nukleinske kiseline, lipidi i aminokiseline mogu preživjeti u visoko kiselom okruženju. No ovo je prvi dokaz da peptidi mogu formirati definirane strukture — što je nužan korak prema biološkoj funkciji.
Sljedeći korak istraživača je proučavanje peptidnih nukleinskih kiselina (PNA), sintetskih molekula sličnih DNK koje bi mogle poslužiti kao alternativni genetski materijal, te duljih peptida kako bi vidjeli poprimaju li i oni omega petlje u tim uvjetima.
Pitanje koje se nameće, a koje istraživači još nisu postavili: ako peptidi mogu preživjeti i savijati se u sumpornoj kiselini, što to znači za definiciju života kakvu poznajemo? Možda je život u svemiru daleko otporniji i raznolikiji nego što smo ikada pretpostavljali — a naši kriteriji za njegovo traženje možda su preuski.