Scripps Researchin ja Georgia Techin tutkijat ovat yrittäneet jäljitellä maapallon olosuhteita miljardeja vuosia sitten. Heidän tuloksensa, jotka on julkaistu lehdessä Chem, osoittavat, että tämä kuuluisa reaktio ei tuota oikeita sokereita RNA:n muodostamiseksi, joka on keskeinen elämän toiminnassa.
Kuvituskuva Pixabay
Vuodesta 1861 on uskottu, että tämä reaktio voisi tuottaa riboosia, yksinkertaista suoraa sokeria. Mutta tutkijat ovat havainneet, että tämä reaktio tuottaa ennemminkin haarautuneita sokereita, joita ei voida käyttää RNA:n valmistamiseen.
Päätyäkseen tähän johtopäätökseen tutkijat käyttivät menetelmää, jota kutsutaan NMR-spektroskopiaksi, joka mahdollistaa reaktion tuotteiden tarkan analysoinnin.
Ramanarayanan Krishnamurthy, Scripps Researchin kemisti, uskoo, että on etsittävä muita skenaarioita. Vaikka nämä "huonosti muotoillut" sokerit eivät palvele elämän rakentamisessa, ne voisivat olla hyödyllisiä muilla alueilla, kuten... biopolttoaineiden synnössä.
Tämä työ ei sulje pois keskustelua elämän alkuperästä, mutta se pakottaa tutkijat tarkistamaan oletuksiaan. Ehkä muut kemialliset reaktiot, jotka ovat vielä tuntemattomia tai vähän tutkittuja, ovat olleet vastuussa elämän kannalta olennaisten molekyylien syntymisestä.
Tämä tutkimus on saanut rahoitusta NASA:n eksobiologiaprojektista. Se osoittaa, kuinka vanhan kemian ymmärtäminen voi auttaa meitä ymmärtämään elämän alkuja... ja kehittämään uusia teknologioita.
Mikä on formosereaktio?
Formosereaktio on kemiallinen ilmiö, joka löydettiin vuonna 1861. Se tapahtuu, kun hyvin yksinkertaiset molekyylit, joita kutsutaan formaldehydiksi, kokoontuvat muodostaakseen monimutkaisempia sokereita.
Tämä reaktio voi itseään nopeuttaa, mikä tekee siitä kiinnostavan tutkijoille. Pitkään uskottiin, että se voisi selittää ensimmäisten sokereiden, erityisesti riboosin, läsnäolon maapallolla. Mutta todellisuudessa se tuottaa lähinnä "sekasotkuisia" sokereita, mikä ei sovi RNA:lle.
Lisäksi reaktion vaatimat olosuhteet – lämpö, korkea pH – eivät ehkä ole realistisia maapallon esihistorialliselle aikakaudelle.
Siitä huolimatta tämä reaktio kiinnostaa edelleen tutkijoita sekä alkuperämme ymmärtämiseksi että uusien kemiallisten prosessien kehittämiseksi.
Miksi riboosi on niin erityinen?
Riboosi on pieni sokeri, joka näyttelee suurta roolia: se muodostaa RNA:n selkärangan, molekyylin, joka auttaa proteiinien luomisessa. RNA:ta pidetään jopa yhtenä planeettamme ensimmäisistä elävistä elementeistä.
Riboosilla on hyvin suora muoto, mikä mahdollistaa sen hyvän yhdistämisen muiden elementtien, kuten typpipohjaisten, kanssa. Ilman tätä lineaarista muotoa RNA:ta ei voi olla... ja siten ei elämää sellaisena kuin me sen tunnemme.
Siksi se, että formosereaktio ei luo suoraa riboosia, on todellinen huolenaihe elämän alkuperää käsitteleville teorioille. Tutkijoiden on nyt etsittävä muita reaktioita, jotka voisivat tuottaa tämän erityisen sokerin.
Ymmärtäminen siitä, miten riboosi syntyi, on avaintekijä elämän suuren palapelin ratkaisemisessa.
Elämälle tarpeettomia sokereita, mutta energiaa varten hyödyllisiä?
Vaikka formosereaktion tuottamat sokerit eivät sovellu RNA:n valmistamiseen, ne voisivat silti olla hyödyllisiä muualla. Nämä haarautuneet sokerit, vaikka ne eivät sovikaan elävän kemian tarpeisiin, kiinnostavat energiaa tutkivia tutkijoita.
Itse asiassa niiden monimutkainen rakenne voisi olla hyödynnettävissä biopolttoaineiden valmistuksessa, jotka ovat orgaanisista aineista tuotettuja polttoaineita.
Joidenkin muuntamistekniikoiden avulla nämä sokerit voisivat toimia perustana uusiutuvien energiamolekyylien luomiseksi, jotka voisivat ruokkia moottoreita tai polttokennoja. Yllättävä tapa kierrättää kemiallista reaktiota, jota on pidetty tähän asti liian sekasortoisena elämälle!