MIT-studie: Livets byggstenar kan överleva i Venus syramoln

Peptider kan inte bara överleva utan även vika sig till biologiskt användbara former i de svavelsyramoln som täcker Venus, enligt ny forskning från MIT. Detta utmanar länge hållna antaganden om var liv skulle kunna få fäste utanför jorden.

Studien, som publicerades denna vecka i Proceedings of the National Academy of Sciences, fann att korta kedjor av aminosyror förblev stabila i veckor i lösningar av nästan ren svavelsyra. De antog tredimensionella strukturer kända som omega-loopar, formationer som ibland återfinns i naturligt förekommande proteiner på jorden.thedebrief+1

Byggstenar som håller

Molnlagret på Venus, som sträcker sig 50 till 65 kilometer över planetens heta yta, har temperaturer som teoretiskt sett skulle kunna stödja liv. Men molnen består av cirka 98 procent svavelsyra, ett ämne som är tillräckligt starkt för att lösa upp metaller och är dödligt för alla kända jordiska organismer.news.mit

Forskningen, ledd av doktoranden Jia Yi Zhang med seniora författarna Mei Hong, Sara Seager och Janusz Petkowski, bygger vidare på en serie MIT-studier som inleddes 2020 för att testa om biologiska molekyler kunde motstå sådana förhållanden. Tidigare arbete visade att nukleinsyrabaser, lipider och aminosyror alla bibehöll sin integritet i koncentrerad svavelsyra. Den nya artikeln utökar dessa resultat till peptider, som är mer komplexa strukturer nödvändiga för biologisk funktion.physics.mit+2

Kontraintuitivt nog kan den nästan totala frånvaron av vatten vid 98 procents syrakoncentration förklara peptidernas motståndskraft. Hydrolys, den reaktion som normalt bryter peptidbindningar under sura förhållanden, kräver vattenmolekyler som är en bristvara i så koncentrerade lösningar.news.mit

"Utan vatten är en syra som man skulle betrakta som ett starkt lösningsmedel plötsligt inte så hotfull som man kan tro," sa Hong.news.mit

Oväntade strukturer

Med hjälp av ett 800-megahertz kärnmagnetiskt resonansspektrometer fann teamet att svavelsyramolekyler fungerade som ställningar. De gled in i mitten av peptidlooparna och höll dem i omega-loop-konformationer som normalt inte skulle bildas i vatten. Sådana strukturer tros spela roller i proteinveckning och molekylär igenkänning inom jordisk biologi.news.mit

Adriaan Bax, chef för sektionen för biofysisk NMR vid National Institutes of Health, kallade resultaten "viktiga och oväntade" och noterade att de väcker möjligheten att veckade proteinstrukturer skulle kunna existera i miljöer som är radikalt annorlunda än jordens.news.mit

Breddar sökandet

Resultaten kommer samtidigt som privata uppdrag till Venus tar fart. Seager, som leder Morning Star Missions till Venus, sa att arbetet bör leda till en bredare syn på beboelighet i sökandet efter exoplaneter. Uppföljande forskning kommer att undersöka om dubbelsträngad peptid-nukleinsyra, en syntetisk analog till DNA, kan replikera DNA-strukturen under dessa förhållanden.thedebrief+1

"Vi letar efter exoplaneter som kan vara en sann tvilling till jorden, men tänk om de alla är som Venus?" sa Seager. "Våra resultat öppnar definitivt upp för en hel rad möjligheter."news.mit