Wissenschaftler helfen dabei, die kosmischen Anfänge des Lebens zu entschlüsseln

Das Wissen über die frühen Lebensformen im Universum, die möglicherweise zur Entstehung des Lebens auf der Erde geführt haben, ist weitgehend unbekannt. Eine Gruppe von Wissenschaftlern der University of Hawaiʻi in Mānoa versucht jedoch, dies zu ändern.

In einem neu veröffentlicht Papier hinein NaturastronomieForscher der Fakultät für Chemie haben herausgefunden, wie sich einige wichtige Moleküle im Weltraum bilden können, was zu bedeutenden Erkenntnissen über die Entstehung des Lebens auf der Erde führen könnte.

Die betreffenden Moleküle werden als stickstofftragende aromatische Moleküle bezeichnet, die in vielen Bereichen der Chemie und Biologie wichtig sind. Sie dienen als Bausteine ​​für eine Vielzahl von Verbindungen, darunter Pharmazeutika, Farbstoffe, Kunststoffe und Naturprodukte. Aromatische Moleküle kommen auch in wichtigen Biomolekülen wie Aminosäuren, Nukleinsäuren (DNA und RNA) und Vitaminen vor.

Mithilfe von Molekularstrahlen hat das UH-Chemieteam unter der Leitung von Professor Ralf I. Kaiser die Umgebungen der Taurus-Molekülwolke (dichte Region aus interstellarem Gas und Staub im Sternbild Stier, in der sich aktiv neue Sterne bilden) und der Titanatmosphäre nachgebildet (ähnelt aufgrund seiner stickstoffreichen Zusammensetzung und des Vorhandenseins von Methan den frühen Bedingungen der Erde). Titan ist Saturns größter Mond.

In Kombination mit elektronischen Strukturberechnungen von Professor Alexander M. Mebel (Florida International University) sowie interstellarer (Professor Xiaohu Li, Chinesische Akademie der Wissenschaften) und atmosphärischer Modellierung (Professor Jean-Christophe Loison, Universität Bordeaux), Postdoktorand Zhenghai Yang war in der Lage, grundlegende Struktureinheiten aromatischer Moleküle zu bestimmen, die neue Wege zum Verständnis der Entstehung der Bausteine ​​von DNA und RNA im Weltraum bieten und unsere Vorstellungen über die Entstehung der Lebensbestandteile in der gesamten Galaxie neu formen.

„Die Studie legt nahe, dass stickstofftragende aromatische Moleküle – Pyridin, Pyridinyl und (Iso-)Chinolin – in Umgebungen synthetisiert worden sein könnten, auf die sich Wissenschaftler aufgrund ihrer Ähnlichkeit mit der Erde besonders konzentrieren“, sagte Kaiser. „Zu verstehen, wie diese Moleküle entstehen, ist von entscheidender Bedeutung, um die Geheimnisse der Entstehung des Lebens zu entschlüsseln. Erkenntnisse wie diese könnten zukünftige Auswirkungen haben, unter anderem für praktische Anwendungen nicht nur in der Biotechnologie und synthetischen Biologie, sondern auch in den Verbrennungswissenschaften.“