Хмари Венери складаються майже з чистої сірчаної кислоти, їх довго вважали надто агресивними для складної органіки. Лабораторна перевірка показала протилежне. Короткі ланцюжки амінокислот витримали таке середовище кілька тижнів і навіть набули впорядкованої тривимірної форми. Саме така будова дає молекулі здатність виконувати біологічну функцію, а отже, настільки агресивні умови не варто вважати безнадійними для пошуків життя.
Придатний шар над розпеченою поверхнею
Поверхня Венери розігріта до сотень градусів і про існування там органіки не йдеться. Натомість хмарний шар на висоті від 48 до 64 км має цілком помірні температури. Утворений він краплями сірчаної кислоти, здатної розчиняти метали й руйнувати більшість земних біологічних молекул.
У венеріанську атмосферу регулярно потрапляють метеорити з будівельними блоками пептидів. Чи здатні вони вціліти в такому агресивному середовищі, довго залишалося невідомим.
Чому кислота не розриває ланцюг
Аналіз провели в Массачусетському технологічному інституті методом ядерного магнітного резонансу (ЯМР). Так вимірюють магнітні властивості атомних ядер і встановлюють будову молекули просто в розчині. Зразки залишалися неушкодженими багато тижнів, що стало несподіванкою для самих дослідників. Робота опублікована в рецензованому журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.
Причина стійкості полягає у відсутності води. При концентрації кислоти близько 98 % вільних молекул води майже не залишається, а без них не відбувається гідроліз, тобто реакція, яка розриває пептидні звʼязки в кислому середовищі. Мей Хонг, професорка хімії й одна зі старших авторів дослідження, наголошує, що без води агресивна кислота перестає бути настільки небезпечною.
Петля у формі омеги
Один із досліджених пептидів, синтетичний HHQ із семи амінокислот, у воді формує плоскі бета-шари, які згодом складаються в довгі фібрили. У концентрованій кислоті та сама молекула набуває зовсім іншого вигляду і згортається в петлю, схожу на грецьку літеру омега. Такі омега-петлі трапляються і в природних білках, де сполучають між собою інші структурні елементи. Деталі аналізу наводить рhys.org.
Такої ж будови набули ще дві сполуки, довша версія HHQ під назвою HHQ13 і зовсім інший за складом K7. Автори припускають, що молекули кислоти працюють як каркас, заходять усередину кожної петлі й утримують її в цьому положенні.
Фібрили, які HHQ утворює у воді, належать до амілоїдного типу, а такі структури добре відомі земній біології через звʼязок із нейродегенеративними захворюваннями. Той самий ланцюжок амінокислот у кислоті складається зовсім інакше, тобто форму молекули задає не лише її склад, а й розчинник навколо неї.
Наслідки для пошуків життя
Планетологиня Сара Сігер, яка керує програмою Morning Star, вважає результат аргументом проти надто вузького пошуку. Науковці шукають серед екзопланет двійників Землі, хоча реальний набір планетних типів може виявитися зовсім іншим. Роботу разом із нею готували Януш Петковський із Вроцлавської політехніки та аспірант Цзя Ї Чжан, провідний автор статті.
Наступним кроком у групі планують дослідити пептидну нуклеїнову кислоту (ПНК), штучний аналог ДНК із білковоподібною основою замість цукрофосфатної. Одноланцюгова форма цієї сполуки вже показала стійкість у кислоті, тепер черга за дволанцюговою. Окремо перевірять довші пептиди, щоб зрозуміти, чи набувають вони омега-петель або якихось інших структур.
