أعاد علماء ناسا إنشاء اللبنات الأساسية للحياة في المختبر

نجح علماء ناسا، أثناء فحصهم لأصل الحياة، في إعادة إنتاج مادة اليوراسيل، وهي مكون رئيسي في مادتنا الوراثية، في المختبر. واكتشفوا أنه عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية وفي ظروف شبيهة بالفضاء، فإن عينة من الجليد تحتوي على مادة البيريميدين تنتج هذا المكون الأساسي للحياة.

بيريميدين (دخول ويكيبيديا) هو مركب حلقي يتكون من ذرات الكربون والنيتروجين وهو التركيب الأساسي لليوراسيل، وهو جزء من الشفرة الوراثية الموجودة في الحمض النووي؛ الحمض النووي الريبي. وهو ضروري لتخليق البروتين، وبالإضافة إلى ذلك فإن له العديد من الوظائف الأخرى.

"لقد أثبتنا، لأول مرة على الإطلاق، أنه من الممكن الحصول على اليوراسيل (دخول ويكيبيدياوقال ميشيل نويفو، من مركز أبحاث ناسا: "إنها أحد مكونات N.A، بطريقة غير بيولوجية في المختبر في ظل الظروف السائدة في الفضاء". "لقد أظهرنا أن هذه العمليات المخبرية، التي تحاكي ما يحدث في الفضاء الخارجي، قادرة على إنتاج وحدات البناء الأساسية التي تستخدمها الكائنات الحية على الأرض." ونشرت نتائج الدراسة الجديدة في المجلة العلمية Astrobiology.

انخرط علماء ناسا في محاكاة البيئة الموجودة في الفضاء بين النجوم وتلك الموجودة خارج النظام الشمسي لسنوات عديدة. خلال هذه الفترة قاموا بدراسة عائلة من المركبات عالية الكربون تسمى الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) والتي تم تحديدها في النيازك وهي أكثر المركبات عالية الكربون شيوعًا في الكون. وعادة ما تكون هذه المواد عبارة عن هياكل من حلقات تحتوي على ست ذرات كربون تشبه الأشكال السداسية المضغوطة، مثل قطعة من الأسلاك الشائكة.
كما توجد مادة البيريميدين في النيازك، على الرغم من أن العلماء لا يزالون لا يعرفون مصدرها الدقيق. يمكن أن يكون المصدر مشابهًا لمصادر الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات، والتي ربما تكونت في الانفجار الأخير لنجوم عملاقة حمراء تحتضر، أو في مركز السحب المضغوطة من الغاز والغبار بين النجوم.

"تحتوي البغال مثل البيريميدين على ذرة نيتروجين في بنيتها الحلقية، مما يجعلها أكثر حساسية. يقول أحد الباحثين في وكالة ناسا: "كجسيمات أقل استقرارًا، فهي أكثر عرضة للتفريغ الإشعاعي، مقارنة بنظيراتها التي تفتقر إلى ذرة النيتروجين". "أردنا اختبار ما إذا كان البيريميدين قادرًا على البقاء في الفضاء، وما إذا كان قادرًا على الخضوع لتفاعلات من شأنها تحويله إلى شكل عضوي أكثر تعقيدًا، مثل اليوراسيل ذو القاعدة النيتروجينية."

وتزعم نظرية الباحثين أنه إذا كانت مادة البيريميدين قادرة بالفعل على البقاء لفترة كافية للانتقال إلى سحب الغبار، فسيكون بمقدورهم حمايتها من التحلل الإشعاعي. منذ لحظة وجودها داخل السحب، تتجمد معظم البغال وتتحول إلى حبيبات غبار (على غرار الحالات التي تتكثف فيها الرطوبة من الفم على نافذة باردة في الشتاء).

تتميز هذه السحب بكثافة كافية للقضاء على معظم الإشعاعات المحيطة بها والتي تأتي من الفضاء، وبالتالي فهي توفر الحماية للفراء الموجود بداخلها.

اختبر العلماء نظريتهم، وخلال تجاربهم قاموا بتعريض عينة جليد تحتوي على البيريميدين للأشعة فوق البنفسجية في ظل ظروف شبيهة بالفضاء، بما في ذلك الفراغ العالي جدًا، ودرجات الحرارة المنخفضة للغاية، والكثير من الإشعاع.

ووجدوا أنه عندما يتجمد البيريميدين داخل نهر جليدي، فإنه يكون أقل عرضة لإطلاق الإشعاع. وبدلا من التفكك، يتم تحويل معظم الخلايا في ظل هذه الظروف إلى أشكال جديدة، بما في ذلك مكون الحمض النووي الريبي (RNA). اليوراسيل، الموجود في المادة الوراثية لجميع الكائنات الحية على وجه الأرض.

"نحن نحاول فهم الآليات الموجودة في الفضاء والتي تخلق هذا النوع من الانفصال. وبالنظر إلى نتائج تجاربنا المعملية، فإن كيمياء تعريض الجليد للأشعة فوق البنفسجية قد تكون خطوة ربط مهمة بين ما حدث في الفضاء والمواد التي وصلت إلى الأرض في بداية تطورها".

"لا أحد يفهم حقًا كيف بدأت الحياة على الأرض. تُظهر تجاربنا أنه منذ وقت تشكل نجمنا، ربما كانت العديد من العناصر الأساسية للحياة موجودة بالفعل منذ بدايتها. يوضح الباحثون: «نظرًا لأننا نحاكي الظروف الفيزيائية الفلكية العامة، فمن المحتمل أن يحدث هذا أينما تشكلت النجوم».

الأخبار من وكالة ناسا