Jak vznikl život na Zemi? Nová technologie poskytuje nové pohledy

Nová technologie poskytla nový pohled na dlouhotrvající tajemství: Jak vznikl život na Zemi? Než se na naší planetě objevil život, během toho, co výzkumníci označují jako prebiotickou fázi, byla atmosféra méně hustá. To znamenalo, že vysokoenergetické záření z vesmíru bylo všudypřítomné a ionizovalo molekuly. Někteří předpokládají, že malé vodní kaluže obsahující močovinu – organickou sloučeninu nezbytnou pro tvorbu jaderných bází – byly vystaveny tomuto intenzivnímu záření, což způsobilo, že močovina podstoupila přeměnu na reakční produkty. Ty sloužily jako stavební kameny života: DNA a RNA. Aby se však vědci o tomto procesu dozvěděli více, potřebovali se hlouběji ponořit do mechanismu ionizace a reakcí močoviny.

Mezinárodní spolupracující skupina složená z korespondujícího autora Zhong Yina, který v současnosti působí jako docent v Mezinárodním centru pro inteligentní inovaci synchrotronového záření na univerzitě Tohoku (SRIS), spolu s kolegy z University of Geneva (UNIGE), ETH Zurich (ETHZ) a University of Hamburg, dokázali odhalit více právě díky inovativnímu přístupu rentgenové spektroskopie.

Technologie, která využívala světelný zdroj s vysokou harmonickou generací a submikronový tekutý plochý paprsek, umožnila výzkumníkům zkoumat chemické reakce probíhající v kapalinách s nesrovnatelnou časovou přesností. Zásadní je, že převratný přístup umožnil výzkumníkům zkoumat složité změny v molekulách močoviny na úrovni femtosekund (kvadriliontin sekundy).

„Poprvé jsme ukázali, jak reagují molekuly močoviny po ionizaci,“ říká Zhong Yin. „Ionizační záření poškozuje biomolekuly močoviny. Ale při rozptylování energie ze záření podléhá močovina dynamickému procesu, který nastává v časovém měřítku femtosekund.“

Předchozí studie, které zkoumaly reakce molekul, byly omezeny na plynnou fázi. Aby se to rozšířilo na vodnaté prostředí, které je přirozeným prostředím biochemických procesů, musela skupina zkonstruovat zařízení, které by dokázalo generovat ultratenký proud kapaliny o tloušťce menší než jedna miliontina metru. Silnější paprsek by bránil měření tím, že by absorboval část použitého rentgenového záření.

Zhong Yin, který působil jako hlavní experimentátor, věří, že jejich průlom dokáže více než odpovědět na to, jak vznikl život na Zemi. Otevírá také novou cestu v nové vědecké oblasti attochemie. „Kratší světelné pulsy jsou nezbytné k pochopení chemických reakcí v reálném čase a posunutí hranic v attochemii. Náš přístup umožňuje vědcům pozorovat molekulární film, sledující každý krok procesu.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/how-did-life-on-earth-originate-new-technology-provides-novel-insights/

autor: František Martinek