Μια νέα ηλεκτρική δοκιμή μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό ενδείξεων εξωγήινης ζωής στο διάστημα

Η τεχνική έχει ήδη δοκιμαστεί σε δείγματα από την έρημο Ατακάμα στη Χιλή. (Christopher E. Carr)

Αν υπάρχει εξωγήινη ζωή εκεί έξω, έχει σίγουρα καταφέρει ως τώρα να μείνει καλά κρυμμένη, τουλάχιστον σύμφωνα με την επίσημη επιστημονική συναίνεση.

Διεθνείς ερευνητές, με επικεφαλής ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Οσάκα στην Ιαπωνία, ανέπτυξαν μια νέα ηλεκτρική τεχνική για τον εντοπισμό ιχνών ζωής έξω από την ατμόσφαιρα της Γης, και υπόσχεται να είναι απλούστερη από τις σημερινές προσεγγίσεις ανίχνευσης εξωγήινης ζωής.

Η μέθοδος εστιάζει στα αμινοξέα, τους δομικούς λίθους των πρωτεϊνών, και οι λεπτομέρειες δημοσιεύτηκαν στο Nature Communications.

Τα αμινοξέα εμφανίζονται σε δύο μορφές κατοπτρικού ειδώλου, τη μορφή L και τη μορφή D, και η ισορροπία ανάμεσά τους σε ένα δείγμα μπορεί να δείξει αν τα αμινοξέα παρήχθησαν από κάτι ζωντανό ή από κάτι μη ζωντανό.

Με επιστημονικούς όρους, η μορφή (ή η «φορά του χεριού») ενός αμινοξέος ονομάζεται χειρομορφία, και η τεχνική που ανέπτυξαν οι ερευνητές μπορεί να εντοπίσει αυτή τη χειρομορφία χρησιμοποιώντας ένα μικροσκοπικό διάκενο ανάμεσα σε δύο νανοσύρματα χρυσού.

«Η ανίχνευση μεμονωμένων μορίων και η διάκριση της μοριακής χειρομορφίας που παρουσιάζονται εδώ αναδεικνύουν μια θεμελιώδη πρόοδο στη χημική ανίχνευση», γράφουν οι ερευνητές στη δημοσιευμένη εργασία τους.

Η χειρομορφία των αμινοξέων μπορεί ήδη να αναλυθεί με μια προσέγγιση που ονομάζεται υγρή χρωματογραφία-φασματομετρία μάζας (LC-MS), όμως τα όργανα που χρειάζονται είναι ογκώδη και απαιτούν μεγάλα δείγματα και πολλαπλές χημικές διεργασίες. Δεν είναι ιδανικό για να στριμωχτεί στο πίσω μέρος ενός σεληνιακού οχήματος.

Αυτό που ανέπτυξαν εδώ οι ερευνητές είναι πολύ, πολύ μικρότερο.

Τα δύο νανοσύρματα χρυσού μόλις που απέχουν μεταξύ τους και δημιουργούν ανάμεσά τους ένα ηλεκτρικό ρεύμα σήραγγας, ένα κβαντικό φαινόμενο κατά το οποίο ηλεκτρόνια «διαρρέουν» μέσα από το διάκενο.

Το μικροτσίπ με το νανοδιάκενο αναγνωρίζει τα αμινοξέα καθώς περνούν. (Ohshiro et al., Nat. Comm., 2026)

Καθώς ένα διάλυμα που περιέχει μόρια αμινοξέων στάζει πάνω σε ένα μικροτσίπ που φιλοξενεί το διάκενο, το ρεύμα αλλάζει με τρόπο που μπορεί να μετρηθεί, αποκαλύπτοντας σε ποια μορφή βρίσκονται τα αμινοξέα. Για την αναγνώριση των μορίων μορφής L και μορφής D από τις ηλεκτρικές αιχμές χρησιμοποιήθηκε μηχανική μάθηση.

«Συνδυάζοντας την τεχνική σήραγγας μέσω νανοδιακένου με την τεχνητή νοημοσύνη, μπορέσαμε να διακρίνουμε τις μορφές L και D των αμινοξέων με ακρίβεια άνω του 80%», λέει ο βιομηχανικός Takahito Ohshiro, από το Πανεπιστήμιο της Οσάκα.

«Αυτή είναι η πρώτη διάκριση της χειρομορφίας αμινοξέων σε επίπεδο μεμονωμένου μορίου.»

Θα χρειαστούν περισσότερες δοκιμές και ανάπτυξη ώσπου αυτό να γίνει ένας πλήρως λειτουργικός σαρωτής αμινοξέων που μπορεί να προστεθεί στην εργαλειοθήκη ενός αστροναύτη, όμως οι ερευνητές έχουν ήδη αντιπαραβάλει την προσέγγιση με τις τρέχουσες μεθόδους.

«Αναλύσαμε φυσικά δείγματα από τον μετεωρίτη Murchison στην Αυστραλία και δείγματα εδάφους από την έρημο Ατακάμα στη Χιλή», λέει ο νανοτεχνολόγος Masateru Taniguchi, από το Πανεπιστήμιο της Οσάκα.

«Η μέθοδός μας ήταν συγκρίσιμη με τις παραδοσιακές μεθόδους, καθώς και οι δύο μπόρεσαν να αποτυπώσουν τα κύρια χαρακτηριστικά της σύστασης σε αμινοξέα.»

Αυτό, βέβαια, δεν είναι ανιχνευτής εξωγήινης ζωής από μεγάλη απόσταση. Εξακολουθεί να χρειάζεται να πάρουμε δείγματα για να τα εξετάσουμε, όμως η διάταξη νανοδιακένου υπόσχεται έναν σχετικά απλό και συμπαγή μηχανισμό εξέτασης, που χρειάζεται λιγότερη προετοιμασία και λιγότερα μόρια.

Ενδεχομένως θα μπορούσε να τοποθετηθεί σε διαστημοσυσκευές και ρόβερ χωρίς ανθρώπινο πλήρωμα, και ίσως να στέλνει πίσω ειδήσεις για ίχνη ζωής σε μακρινά φεγγάρια και πλανήτες. Προς το παρόν, πάντως, αυτό απέχει ακόμη.

Μία από τις προκλήσεις που πρέπει να ξεπεράσουν στη συνέχεια οι ερευνητές είναι να προετοιμάσουν τον αισθητήρα για μόρια που μπορεί να μην έχει συναντήσει στο παρελθόν ή στα οποία δεν έχει εκπαιδευτεί. Το σκέλος της μηχανικής μάθησης ήταν καθοριστικό για την επιτυχία της μελέτης.

Η τεχνολογία είναι πλέον έτοιμη να προχωρήσει παραπέρα, για χημική ανάλυση στη Γη αλλά και πέρα από αυτήν, και αν μια μέρα εντοπίσουμε ζωή σε ένα εξωγήινο τοπίο, αυτή μπορεί να είναι η προσέγγιση που θα κάνει την ανακάλυψη.

«Τα αποτελέσματα αυτά θεμελιώνουν μια στοχευμένη ηλεκτρική προσέγγιση σε επίπεδο μεμονωμένου μορίου για την ανάλυση της χειρομορφίας των αμινοξέων και δίνουν τη βάση για μελλοντικές εφαρμογές στη μελέτη χημικά σύνθετων δειγμάτων, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που αφορούν την αστροβιολογική έρευνα», γράφουν οι ερευνητές.

Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Nature Communications.

Πηγή: ScienceAlert

Μείνετε σε επαφή μαζί μας:
Κάντε like κι ακολουθήστε τη σελίδα μας στο Facebook
Στο Twitter: Follow