一项新的实验表明，生命的基本单位之一（核碱基）可能起源于散布在恒星之间的巨大气体云中。在模拟环境中首次检测到DNA的基本构建块，称为核碱基的化合物，模拟了散布在恒星之间的气态云，这一研究发现发表在《自然通讯》上，使我们更接近了解地球上生命的起源。北海道大学低温科学研究所(Institute Of Low Temperature Science)的奥巴康弘(Yasuhiro Oba)表示：这一结果可能是揭示人类基本问题的关键。
例如太阳系形成期间存在哪些有机化合物，以及它们如何促进地球上生命的诞生。科学家们已经在彗星、小行星和星际分子云（分散在恒星之间的巨大气态云）中检测到了生命开始所必需的一些基本有机分子。人们认为，这些分子可能是在大约40亿年前通过陨石撞击到达地球，为孕育生命的化学混合物提供了关键成分。了解这些分子是如何形成的对于理解生命起源至关重要。DNA和RNA的基本结构单元称为核苷酸，由核酸酶、糖和磷酸盐基团组成。
（博科园图示）超高真空反应室的内部外观，模拟星际云环境中的化学反应。图片：Hokkaido University
先前在星际分子云中模拟预期条件的研究已经检测到糖和磷酸盐的存在，但没有检测到核苷酸。现在，北海道大学、九州大学和日本海洋地球科学技术厅(JAMSTEC)的Yasuhiro Oba和同事们已经使用先进分析方法来检测模拟星际云环境中的基本碱基。研究小组在超高真空反应室中进行了实验。水、一氧化碳、氨和甲醇的气态混合物在-263摄氏度的温度下持续供应到宇宙尘埃类似物上。两个氘放电灯连接到室内提供真空紫外光，以诱导化学反应。这一过程导致在舱内尘埃模拟物上形成一层冰冷的薄膜。
（博科园图示）Yasuhiro Oba及其同事在模拟星际云环境中检测到的基本核碱基。Hokkaido University
研究小组使用了高分辨率质谱仪和高性能液相色谱仪来分析加热到室温后在基底上形成的产物。这些技术工具的最新进展使他们能够检测胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶、腺嘌呤、黄嘌呤和次黄嘌呤的存在。还检测到了构成蛋白质的氨基酸，以及同一系列中的几种二肽或氨基酸的二聚体。该团队怀疑，过去模拟星际分子云环境的实验可能会产生碱基，但所使用的分析工具不够灵敏，无法在复杂的混合物中检测到它们。研究发现表明，复制的过程可能导致生命分子前体形成，这些结果可以提高我们对太空中化学演化早期阶段的理解。
博科园｜研究/来自：北海道大学
参考期刊《自然通讯》
DOI: 10.1038/s41467-019-12404-1
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