Ціанід - це не лише остання можливість для захоплених шпигунів голлівудського фільму. Це також важливий компонент ранньої хімії життя. І тепер нові дослідження виявляють, що ціанід, можливо, їхав на Землю на метеоритах.
Зразки певної групи примітивних метеоритів - у тому числі великого, що впав поблизу Мерчісона, Австралія, у 1969 р. - всі вони містять ціанід, пов'язаний у стійкій конфігурації із залізом та оксидом вуглецю. Такі самі структури є в ферментах, званих гідрогеназами в сучасних бактеріях і археях, що може припустити, що раннє життя або запозичене у метеоритів, або що рання геологія Землі утворювала той самий вид ціанідних сполук, - сказав співавтор дослідження Майкл Каллахан, аналітик хімік Державного університету Буаз.
"Коли ви вивчаєте ці примітивні метеорити, це все одно, що ви скакаєте в машину часу, і ви можете повернутися назад і вивчити ці стародавні матеріали", - сказав Каллахан Live Science. «І тоді ти знаходиш ці зв’язки з життям і стародавньою біологією».
Шукаю ціаніду
Каллахан та його колеги почали шукати ціанід у космічних породах після публікації доповіді 2011 року, в якій виявили нуклеобази в метеоритах. Нуклеобази, як гуанін або аденін, є одними з будівельних блоків ДНК. Хімія нуклеобаз та їх батьківських астероїдів виглядала так, ніби це залежало від ціаніду як реагенту, сказав Каллахан. Але він не був впевнений, що вони зможуть знайти будь-який ціанід на метеоритах, навіть якби він колись існував. Ціанід надзвичайно реактивний, сказав Каллахан, тому він очікував, що він буде використаний і перетворений задовго до того, як він приземлиться на Землю.
Але співавтор дослідження Карен Сміт, також аналітичний хімік штату Буаз, мав досвід дослідження в ціаніді, тому дослідники збирали та випробовували зразки метеоритів, більшість з яких були виявлені в Антарктиді. П'ять метеоритів були особливим видом хондриту вуглецю, який називають хондритами СМ, які містять нуклеобази, а також інші складові біології, такі як амінокислоти. Одним із таких хондритів КМ був метеорит Мерчісон, який висадився в Австралії в 1969 році, приголомшивши місцевих жителів з великою вогневою кулею.
Щоб знайти та витягнути ціанід, дослідники запозичили методи, які зазвичай використовувались для пошуку токсичних речовин у стічних водах, що залишилися від промислових процесів, сказав Каллахан. Вони використовували кислоту для вилучення сполук з метеоритів, а потім піддавали її батареї аналізів, включаючи мас-спектрометрію та рідинну хроматографію, що дозволило їм визначити складові частини видобутого матеріалу.
Ціанідні сюрпризи
На їх подив, дослідники знайшли ціанід. Кожен хондрит СМ містив хімічну речовину, тоді як жоден з інших типів метеоритів не робив. (Дослідники навіть випробували знаменитий метеорит Марса, який колись стверджував, що свідчить про життя чужорідних - ціаніду там немає.)
Ціанід, здається, пережив мільярди років у космосі і вогнею поїхав відпочити в крижану Антарктиду, оскільки він був пов'язаний у стабільній конфігурації з оксидом вуглецю та заліза. "Це справді класична неорганічна хімія", - сказав Каллахан.
Як би він не був стабільним, ціанід також може бути звільнений від метеориту, додав Каллахан, і це робить його інтригуючим можливим гравцем у поколінні життя. Поєднання води та ультрафіолетового світла могло вивільнити ціанід з метеоритів на ранній Землі, коли обстріли космічними породами були поширеними. Таким чином, метеорити могли збільшити наявний ціанід для хімічних реакцій, які, зрештою, призвели до живих клітин, сказав Каллахан.
Альтернативно, ранній ціанід Землі міг бути вирощений в домашніх умовах, сказав Каллахан. Але якщо так, то це могло б сформуватися дуже схожими способами, як це відбувається на метеоритах. Метеорити складаються з того ж космічного пилу та льоду, який утворили планети, але їх не змінили геохімічні процеси.
Іншим інтригуючим сюрпризом, за словами Каллахана, були дивні подібності між пучками метеориту чадного газу, заліза та ціаніду та частинами ферментів деяких найдавніших груп життя, археї та бактерій. Усі бактерії та археї мають ферменти, які називаються гідрогеназами, сказав Каллахан, і активний сайт тих ферментів, де відбувається зв'язування, такий самий, як ціанідні структури, що спостерігаються в метеоритах.
"Можливо, це попередники цих активних сайтів", - сказав Каллахан.
Це ще не доведено, сказав Каллахан, але дослідницька група планує подальшу роботу з хімії метеориту. Одним із майбутніх напрямків може бути люб’язно надана НАСА місія OSIRIS-Rex, яка збиратиме зразок з астероїда Бенну і доставить його на Землю в 2023 році. незайманий зразок материнського тіла астероїда.
Каллахан та його колеги повідомили про свою роботу 25 червня у журналі відкритого доступу Nature Communications.
