Naukowcy opracowali nową metodę wykrywania oznak życia pozaziemskiego

Naukowcy opracowali nową metodę, która w przyszłości może pozwolić im łatwiej wykrywać oznaki życia pozaziemskiego. Technika wykorzystuje sygnały elektryczne do rozpoznawania pojedynczych cząsteczek aminokwasów.

Oznaki życia pozaziemskiego można wykrywać za pomocą sygnałów elektrycznych

Jak wskazują astrobiolodzy, jednym z największych wyzwań w poszukiwaniu oznak życia w kosmosie jest opracowanie czułych, a jednocześnie niewielkich urządzeń, które mogłyby wykrywać tego rodzaju ślady zarówno w Układzie Słonecznym, jak i poza nim.

W ramach nowego badania naukowcy z University of Osaka opracowali nową metodę wykrywania oznak życia pozaziemskiego, opartą na analizie sygnałów elektrycznych. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Nature Communications”.

Aminokwasy jako biosygnatura

Jednym ze sposobów odróżnienia organizmów od materii i procesów niezwiązanych z życiem jest analiza aminokwasów, czyli podstawowych składników białek. Występują one w dwóch formach będących swoimi lustrzanymi odbiciami. Mają one taki sam wzór chemiczny, ale ich obecność i wzajemne proporcje mogą pomóc odróżnić organizmy od materii i procesów niezwiązanych z życiem.

W organizmach niemal wszystkie aminokwasy występują wyłącznie w formie L, natomiast cukry w formie D. Z kolei procesy chemiczne i fizyczne niezwiązane z życiem prowadzą do powstawania obu form aminokwasów w równych ilościach.

Jak opisują naukowcy, z tego względu stosunek form L i D może być biosygnaturą (oznaką istnienia życia), dlatego też aminokwasy są ważnym celem badań astrobiologicznych. Dotychczas stosowane metody wymagały analizy dużych grup cząsteczek, co wiązało się z dodatkowymi trudnościami. Alternatywą może być metoda wykorzystująca pomiar sygnałów elektrycznych. Byłaby ona prostsza, mniej podatna na drgania i nie wymagałaby stosowania odczynników chemicznych.

Nowa metoda pozwala analizować pojedyncze cząsteczki

Naukowcy wykorzystali najnowsze osiągnięcia w dziedzinie nanotechnologii, aby opracować metodę wykrywania pojedynczych cząsteczek, takich jak aminokwasy, na podstawie zmian w przepływie prądu. W tym celu analizowali cząsteczki przechodzące przez szczelinę między dwoma złotymi nanodrutami. Ich przejście powodowało powstanie prądu tunelowego. Ponieważ każda forma aminokwasu wywoływała inny przebieg prądu, badacze mogli bezpośrednio zliczać cząsteczki przechodzące przez szczelinę.

Ponieważ formy L i D poszczególnych aminokwasów powodowały powstawanie różnych sygnałów elektrycznych, astrobiolodzy mogli rozpoznawać i zliczać pojedyncze cząsteczki przechodzące przez szczelinę.

Połączenie tej techniki ze sztuczną inteligencją pozwoliło rozróżnić formy L i D aminokwasów z dokładnością przekraczającą 80 proc. Naukowcom po raz pierwszy udało się rozróżnić formy L i D aminokwasów na poziomie pojedynczych cząsteczek, co stanowiło istotny postęp w dziedzinie analizy chemicznej.

Metodę przetestowano na próbkach z Ziemi i kosmosu

Próbki wykorzystywane w badaniach astrobiologicznych zawierają zwykle wiele różnych rodzajów cząsteczek. Badacze sprawdzili więc, czy opracowana metoda pozwoliłaby wykrywać aminokwasy również w złożonych mieszaninach.

Naukowcy przeanalizowali próbki meteorytu Murchison znalezionego w Australii oraz glebę z pustyni Atakama w Chile. Wyniki uzyskane za pomocą opracowanej metody były porównywalne z rezultatami stosowanych dotychczas rozwiązań, a obie techniki pozwoliły określić najważniejsze cechy składu aminokwasów.

Technologia może znaleźć zastosowanie w przyszłych misjach

Astrobiolodzy mają nadzieję, że opracowana technologia pozwoli w przyszłości stworzyć niewielkie urządzenia, które dzięki pomiarom elektrycznym będą mogły wykrywać oznaki życia pozaziemskiego.

Emil Gołoś