کشف اجزای حیات در سیارک بنو و روش نوین ناسا برای تشخیص حیات فرازمینی

کشف شگفت‌انگیز ناسا: اجزای حیات در سیارک بنو و چالش‌های تشخیص حیات فرازمینی

دانشمندان ناسا در اواخر سال ۲۰۲۳، هنگام باز کردن ظرف نمونه‌های بازگردانده شده از مأموریت OSIRIS-REx برای نمونه‌برداری از سیارک بنو، با یافته‌ای حیرت‌انگیز مواجه شدند. گرد و غبار و سنگ‌های جمع‌آوری‌شده از این سیارک، حاوی بسیاری از اجزای سازنده حیات بودند؛ از جمله هر پنج باز نیتروژنی مورد استفاده در DNA و RNA، ۱۴ مورد از ۲۰ اسید آمینه موجود در پروتئین‌ها، و مجموعه‌ای غنی از سایر مولکول‌های آلی. این مولکول‌ها که عمدتاً از کربن و هیدروژن تشکیل شده‌اند، اغلب ستون فقرات بیوشیمی را تشکیل می‌دهند و این یافته‌ها، شواهد امیدوارکننده‌ای برای نظریه انتقال مواد تشکیل‌دهنده حیات به زمین توسط سیارک‌های اولیه به شمار می‌روند.

توزیع متقارن اسیدهای آمینه: معمایی جدید برای دانشمندان

یکی از شگفت‌انگیزترین کشفیات، توزیع تقریباً مساوی اسیدهای آمینه سیارک بنو بین اشکال «چپ‌دست» و «راست‌دست» بود. اسیدهای آمینه، درست مانند دست‌های راست و چپ ما، به دو شکل یکسان وجود دارند. این یافته، پیچیدگی شناسایی نشانگرهای واقعی حضور بیولوژیکی را افزایش می‌دهد؛ زیرا سنگ‌های فضایی می‌توانند حاوی اجزای آشنای حیات باشند، اما فاقد «اثر انگشت» شیمیایی منحصربه‌فرد حیات.

اگر مواد غیر زنده قادر به تولید مخلوط‌های غنی و منظم از مولکول‌های آلی باشند، نشانگرهای سنتی که ما برای شناسایی حضور بیولوژیکی استفاده می‌کنیم، دیگر کافی نیستند.

این اکتشافات، پرسشی عمیق‌تر را مطرح می‌کنند که با مأموریت‌های جدید به مریخ، قمرهای آن و جهان‌های اقیانوسی منظومه شمسی، فوریت بیشتری می‌یابد: محققان چگونه حیات را تشخیص دهند، زمانی که ترکیب شیمیایی به تنهایی شروع به «بیولوژیکی» شدن می‌کند؟

معرفی چارچوب LifeTracer: رویکردی نوین در تشخیص حیات

در پاسخ به این پرسش، مطالعه‌ای جدید در مجله PNAS Nexus، چارچوبی به نام LifeTracer را معرفی کرده است. این چارچوب، به جای جستجوی یک مولکول یا ساختار واحد برای اثبات وجود حیات، احتمال وجود مخلوطی از ترکیبات حفظ شده در سنگ‌ها و شهاب‌سنگ‌های حاوی آثار حیات را با بررسی الگوهای شیمیایی کامل آنها رتبه‌بندی می‌کند.

شناسایی نشانگرهای زیستی بالقوه

ایده اصلی LifeTracer این است که حیات، مولکول‌های هدفمند تولید می‌کند، در حالی که شیمی غیر زنده این کار را انجام نمی‌دهد. سلول‌ها برای ذخیره انرژی، ساخت غشا و انتقال اطلاعات، نیاز به تولید مولکول‌های خاص دارند. شیمی غیر زنده، حتی اگر فراوان باشد، تحت قوانین متفاوتی عمل می‌کند، زیرا تحت تأثیر متابولیسم یا تکامل قرار نمی‌گیرد.

در حالی که روش‌های سنتی نشانگر زیستی بر جستجوی ترکیبات خاص، مانند اسیدهای آمینه خاص یا ساختارهای لیپیدی، یا خواص خاص تمرکز دارند که کاملاً به الگوهای مولکولی مورد استفاده موجودات زنده روی زمین وابسته هستند، LifeTracer رویکردی منحصر‌به‌فرد برای تحلیل داده‌ها ارائه می‌دهد. این روش با استفاده از یادگیری ماشینی، قطعات تکه تکه شده پازل را گرفته و آنها را برای یافتن الگوهای خاص تجزیه و تحلیل می‌کند، به جای بازسازی هر قطعه به صورت جداگانه.