Якщо позаземне життя дійсно існує, воно добре ховається від нас (принаймні, так вважає офіційна наука).
Міжнародна команда дослідників, очолювана вченими з Університету Осаки в Японії, розробила нову електричну техніку для виявлення ознак життя поза межами Землі. Цей метод обіцяє бути простішим за існуючі підходи до виявлення інопланетян.
Метод зосереджується на амінокислотах, які є будівельними блоками білків, і деталі були опубліковані в Nature Communications.
Амінокислоти мають дві дзеркальні форми: L-форму та D-форму, і баланс між ними в зразку може вказувати на те, чи були амінокислоти вироблені живим чи неживим.
У наукових термінах форма (або 'рука') амінокислоти називається її хіральністю, і техніка, розроблена дослідниками, може виявити цю хіральність за допомогою маленького зазору між двома золотими нанопровідниками.
"Виявлення та розрізнення молекулярної хіральності на рівні окремих молекул, продемонстроване тут, підкреслює фундаментальний прогрес у хімічному сенсінгу," - пишуть дослідники у своїй публікації.
Хіральність амінокислот вже можна аналізувати за допомогою методу рідинної хроматографії з мас-спектрометрією (LC-MS), але для цього потрібні громіздкі прилади, які вимагають великих зразків і кількох хімічних процесів. Це не найкращий варіант для використання на місячному ровері.
Те, що розробили дослідники, значно менше.
Два золоті нанопровідники майже не віддалені один від одного і створюють електричний тунельний струм між ними – квантовий ефект, при якому електрони "протікають" через зазор.
Коли розчин, що містить молекули амінокислот, капає на мікрочіп, що містить зазор, струм змінюється таким чином, що його можна виміряти, виявляючи, в яких формах знаходяться амінокислоти. Для ідентифікації L-форм і D-форм молекул використовували машинне навчання.
"Поєднуючи нашу тунельну техніку з штучним інтелектом, ми змогли розрізнити L- і D-форми амінокислот з точністю понад 80 відсотків," - говорить біоінженер Такехіто Оширо з Університету Осаки.
"Це перше розрізнення хіральності амінокислот на рівні окремих молекул."
Звісно, ще потрібно провести більше тестувань і розробок, щоб створити повноцінний сканер амінокислот, який можна додати до інструментів астронавтів, але дослідники вже протестували цей підхід на природних зразках.
"Ми проаналізували природні зразки з метеорита Мерчісон в Австралії та зразки ґрунту з пустелі Атакама в Чилі," - говорить нанотехнолог Масатеру Танігучі з Університету Осаки.
"Наш метод був порівнянний з традиційними методами, оскільки обидва були здатні захопити основні характеристики складу амінокислот."
Звісно, це не детектор позаземного життя на великій відстані – нам все ще потрібно отримати зразки для тестування – але пристрій з нанозазором обіцяє відносно простий, компактний механізм тестування, який потребує менше підготовки і вимагає менше молекул.
Потенційно його можна встановити на зонди та ровери без людського екіпажу, можливо, передаючи новини про ознаки життя, виявлені на віддалених місяцях і планетах. Але до цього ще далеко.
Однією з проблем, яку дослідники повинні подолати далі, є підготовка сенсора для молекул, з якими він, можливо, ще не стикався або не був навчений. Компонент машинного навчання тут був вирішальним для успіху дослідження.
Технологія тепер готова до подальшого розвитку – для хімічного аналізу на Землі, а також за її межами – і якщо ми колись виявимо життя на позаземному ландшафті, це може бути підхід, який зробить це відкриття можливим.
"Ці результати встановлюють цілеспрямований електричний підхід для аналізу хіральних амінокислот і забезпечують основу для майбутніх застосувань для вивчення хімічно складних зразків, включаючи ті, що мають відношення до астробіологічних досліджень," - пишуть дослідники.
Цікавий факт
Дослідження показало, що амінокислоти, які є основними будівельними блоками життя, можуть мати різні форми, і їх співвідношення може вказувати на наявність життя.
