Ученые сконструировали искусственную клетку, способную быть основой для жизни на других планетах. Спутник Сатурна Титан с его метановыми морями — идеальное место для такой жизни.
Может ли на других планетах и их спутниках существовать жизнь? Ответ на этот вопрос напрямую связан с другим фундаментальным вопросом – а может ли эта жизнь быть другой, не похожей на земную? Обычно, рассуждая о внеземной жизни, астробиологи говорят об экзопланетах, имеющих условия, схожие с земными. В поисках небольших твердых планет, вращающихся внутри так называемых обитаемых зон, ученые по сути пытаются найти вторую Землю, где как минимум должна существовать жидкая вода.
«Следовать за водой» — вот принцип, который взят на вооружение теми, кто мечтает в будущем при помощи новых астрономических инструментов обнаружить пригодные для жизни миры.
Но может ли существовать жизнь в не похожих на земные условия? Например, Титане – ледяном спутнике Сатурна, где вместо воды присутствуют жидкие углеводороды метан и этан, а в ядовитой атмосфере нет воды? Могут ли существовать там не привычные для нас формы жизни, основанные на расщеплении органических молекул, которые в изобилии есть на подобных планетах и их спутниках?
Специалисты по молекулярной динамике под руководством Палетт Клэнси и Джеймса Стивенсона из Корнеллского университета имеют положительные ответы на эти вопросы. Они создали теоретическую модель, позволяющую предположить, что некие формы жизни, питающиеся метаном, могут существовать без кислорода в подобных Титану условиях.
В своей статье, опубликованной в журнале Science Advances, авторы сосредоточились на возможности создания клеточной мембраны, «состоящей из небольших азотистых структур и способной функционировать при температурах -292 градуса по Фаренгейту (-180 градусов Цельсия — «Газета.Ru»)».
Известно, что клетки живых организмов на Земле имеют мембраны, основу которых составляют содержащие молекулы воды клетки, а те, в свою очередь, формируют двойные фосфолипидные слои. Клеточные мембраны являются необходимым атрибутом клеток, сохраняя органические вещества внутри них, и оставаясь при этом проницаемым барьером. На Титане же, как известно, нет молекул воды для строительства таких клеток. «Мы не биологи, не астрономы, но у нас есть нужные инструменты. Возможно, это поможет, так как мы не используем всякие предубеждения насчет того, какими должны или нет должны быть мембраны. Мы всего лишь работали с теми структурами, про которые знали, что они там есть», — пояснила Палетт Клэнси, руководитель работы.
В ней принимал участие Джонатан Лунин, член миссии «Кассини-Гюйгенс», специалист по лунам Сатурна, открывший несколько лет назад метано-этановые моря на Титане. Окрыленный идеей существования на Титане углеводородной жизни, получив грант на исследования, он нашел единомышленников для моделирования жизни, созданной не на основе воды.
Ученые смогли смоделировать идеальную клетку, которая способна выполнять основные присущие жизни функции – поддерживать метаболизм и делиться.
Отличием ее от обычных клеток стало то, что состоит она из азота, углерода и молекул водорода, которые в избытке есть в морях Титана. Химическая конфигурация молекул при этом дала клетке гибкость и стабильность, как у клеток земных форм жизни.
Необычной клеточной мембране ученые дали название азотосомы. При моделировании клетки ученые использовали метод, который перебирает созданные на основе метана структуры на предмет наилучшей способности к организации в похожую на мембрану пленку. Наилучшими кандидатами оказались молекулы акрилоникрила, показавшие стабильность, устойчивость к разрушению и гибкость, сравнимую с фосфолипидными мембранами земных клеток.
В промышленности акрилоникрилы – бесцветные, ядовитые жидкие органические структуры используются в производстве акриловых волокон, резины и термопластиков. Ученым известно, что эти молекулы присутствуют в атмосфере Титана. Их следующий шаг — понять, как клетки на основе этих молекул могут вести себя в метановых морях и атмосфере Титана.
