Новая технология проливает свет на происхождение жизни на Земле

Новейшая технология предоставила уникальные сведения о том, как началась жизнь на нашей планете. Исследователи давно задаются вопросом о том, как могла появиться жизнь в условиях первозданной Земли с менее плотной атмосферой, пронизываемой высокоэнергетическим излучением из космоса. Существует теория, что маленькие лужицы воды с мочевиной, необходимой для формирования нуклеозидов, подвергались воздействию этого излучения. Это привело к конвертации мочевины и созданию строительных блоков жизни – ДНК и РНК.

Чтобы глубже изучить этот процесс, ученым требовалось разобраться в механизме ионизации мочевины и её реакциях. Международная группа ученых, в которую входил профессор Жонг Ин из Тохоку Университета и его коллеги из университетов Женевы, Цюриха и Гамбурга, применила инновационный метод рентгеновской спектроскопии.

Используя источник света высокой гармонической генерации и жидкий плоский микроструй, ученые смогли изучить химические реакции в жидкостях с невероятной временной точностью. Этот метод позволил исследовать изменения в молекулах мочевины на фемтосекундном уровне (квадриллионная доля секунды).

"Мы впервые продемонстрировали, как реагируют молекулы мочевины после ионизации," говорит Ин. Оказалось, что ионизирующее излучение повреждает биомолекулы мочевины, но в процессе диссипации энергии излучения происходит динамический процесс.

Прежние исследования реакций молекул ограничивались газовой фазой. Чтобы перенести этот процесс в водную среду, ученые создали устройство, способное генерировать сверхтонкие жидкие струи в вакууме. Струи большей толщины препятствовали бы измерениям, поглощая часть используемых рентгеновских лучей.

По мнению Ина, открытие не только дает ответы на вопросы о происхождении жизни на Земле, но и открывает новые горизонты в области аттохимии. "Короткие световые импульсы необходимы для понимания химических реакций в реальном времени. Наш подход позволяет ученым наблюдать "молекулярное кино", отслеживая каждый этап процесса".