生命化学：陨石中发现的有机分子的重要组成部分

时间：2022-05-27 13:25:07 来源：

Murchison陨石的碎片，该样本是本研究中采样的三种富含碳的陨石之一。

来自日本和美国的科学家已经证实，陨石中存在一种可能用于构建其他有机分子的关键有机分子，其中包括一些生命所使用的有机分子。这一发现证实了在地球外环境中有机化合物形成的理论。

生命的化学过程取决于有机化合物，含有碳和氢的分子，其中还可能包含氧，氮和其他元素。虽然有机分子通常与生命相关，但它们也可以通过非生物过程产生，并且不一定是生命的指标。关于生命起源的一个持久的谜团是如何从非生物化学过程（称为益生元化学）中产生生物学。来自陨石的有机分子是导致地球生命形成的有机化合物的来源之一。

北海道大学副教授大矢康弘带领一个研究小组，他们发现了在三种不同的富含碳的陨石中存在一种叫做六亚甲基四胺（HMT）的益生元有机分子。他们的发现发表在自然通信杂志上，验证了模型和理论，这些模型和理论提出了HMT是星际环境中有机化合物形成的关键分子。

六亚甲基四胺的对称化学结构（HMT，左）及其静电势（右）。

通过首次确认陨石中存在HMT，这项工作支持了该化合物存在于小行星中的假说，小行星是许多陨石的母体。在太阳系历史的早期，许多小行星可能由于碰撞或放射性元素的衰变而被加热。如果一些小行星足够温暖并且有液态水，那么HMT可能会分解以提供构建基块，从而反过来生成在陨石中发现的其他重要生物分子，包括氨基酸。生命中会使用某些类型的氨基酸来制造蛋白质，这些蛋白质可用于构建头发和指甲等结构，或加速和调节化学反应。

尽管有充分的证据证明陨石中有机化合物的渗透性，但有关这些化合物形成过程的许多问题仍然存在。在该研究领域中最重要的陨石是碳质球粒陨石，石质陨石，其中含有高百分比的水和有机化合物。实验模型表明，水，氨和甲醇的混合物在受到地球外环境中常见的光化学和热条件作用时会产生多种或有机化合物，其中最常见的是HMT。星际冰含有丰富的甲醇。假设，HMT在含水的地球外物质中应该很普遍，但是直到这项研究之前，它都没有被发现。

该研究的合著者丹尼尔·P·格拉文（Daniel P. Glavin）处理了默奇森小行星的碎片，以提取HMT。

当暴露于陨石中有机化合物分析中常用的过程中时，HMT易于降解。科学家们开发了一种从陨石中专门提取HMT的方法，其降解极小。这种方法使他们能够从陨石默奇森，默里和塔吉什湖中分离出大量的HMT和HMT衍生物。

科学家还研究了HMT衍生物在陨石中氨基酸形成中可能发挥的作用。尽管他们无法在这项研究中得出明确的结论，但是在这些陨石中发现HMT及其衍生物将导致未来的实验，以了解地球外环境中氨基酸和其他益生元化合物的起源和化学形成过程。

Oba Yasuhiro Oba是低温科学研究所的天体化学/冰与行星科学小组的成员，在那里他研究从分子云到行星系统的化合物的化学演化。

参考：自然通讯，2020年12月7日，“ Yasuhiro Oba，Yoshinori Takano，Hiroshi Naraoka，Yoshihiro Furukawa，Daniel P. Glavin，Jason P. Dworkin和Shogo Tachibana着，陨石中的外星六亚甲基四胺-内部太阳系中益生元化学的前体”，Nature Communications，2020年。 DOI：
10.1038 / s41467-020-20038-x

资金：这项工作得到了日本科学促进协会（JSPS）KAKENHI（JP15H05749，JP16H04083，JP17H04862，JP20H00202），美国国家航空航天局（NASA）天体生物学研究所和哥达德天体生物学中心（13-13NAI7-0032）的支持。），美国宇航局行星科学部内部科学家资助计划（通过位于美国宇航局戈达德太空飞行中心的基本实验室研究（FLaRe）工作包和西蒙斯基金会（SCOL奖302497）。

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