Nova električna metoda može otkriti tragove vanzemaljskog života

Međunarodni tim istraživača predvođen stručnjacima s Univerziteta u Osaki u Japanu razvio je novu električnu tehniku koja bi mogla olakšati potragu za znakovima života izvan Zemljine atmosfere. Prednost nove metode, čiji su detalji objavljeni u časopisu Nature Communications, jeste što je jednostavnija od dosadašnjih pristupa u otkrivanju života u svemiru.

Metoda se zasniva na aminokiselinama, građevnim blokovima proteina. Aminokiseline postoje u dvije ogledalne forme, L i D, a ravnoteža između njih u uzorku može ukazati na to da li su nastale djelovanjem nečega živog ili neživog. U naučnom smislu, taj atribut aminokiseline zove se hiralnost.

Novi uređaj hiralnost otkriva pomoću dvije zlatne nanovodiče između kojih postoji sasvim mala niša. Oni stvaraju tunelisanje struje — kvantni efekat kod kojeg elektroni „cure" preko praznine. Kada se na mikročip s tom nišom kapne otopina koja sadrži molekule aminokiselina, struja se mijenja na mjeren način, čime se otkriva u kojem su obliku aminokiseline.

Mašinsko učenje korišćeno je za prepoznavanje L i D formi iz električnih signala. „Kombiniranjem naše nanogap tunelne tehnike s umjetnom inteligencijom, uspjeli smo razlikovati L i D forme aminokiselina s tačnošću od preko 80 posto", rekao je bioinženjer Takahito Ohshiro s Univerziteta u Osaki. Dodao je da je riječ o prvom razlikovanju hiralnosti aminokiselina na nivou pojedinačnog molekula.

Testirano na meteoritu i pustinjskom zemljištu

Hiralnost aminokiselina može se analizirati i liquid hromatografijom–masenom spektrometrijom (LC–MS), ali su ti uređaji glomazni, zahtijevaju velike uzorke i više hemijskih postupaka — što ih čini nepraktičnim za nošenje na lunarnom vozilu. Istraživači su novu metodu uporedili s postojećim analizirajući prirodne uzorke iz meteorita Murchison iz Australije i uzorke zemlje iz pustinje Atacama u Čileu.

„Naša metoda bila je uporediva s tradicionalnim metodama, jer su obje bile sposobne uhvatiti glavne karakteristike sastava aminokiselina", rekao je nanotehnolog Masateru Taniguchi, također s Univerziteta u Osaki.

Uređaj ne predstavlja detektor života na daljinu — uzorci i dalje moraju biti pribavljeni radi testiranja — ali obećava relativno jednostavan i kompaktan mehanizam analize koji zahtijeva manje pripreme i manje molekula. Potencijalno bi se mogao ugraditi u sonde i vozila bez ljudske posade, koja bi mogla slati vijesti o tragovima života na udaljenim mjesecima i planetama, iako je to još uvijek daleko.

Jedan od sljedećih izazova je priprema senzora za molekule s kojima se ranije nije susreo niti na kojima nije treniran. Mašinsko učenje bilo je ključno za uspjeh studije, a tehnologija je sada spremna za dalji razvoj — za hemijske analize i na Zemlji, i u svemiru. Istraživači pišu da rezultati postavljaju temelj za buduće primjene u proučavanju hemijski kompleksnih uzoraka, uključujući one relevantne za astrobiološka istraživanja.