В мире химии

Какими могут быть сирены Титана?

5 марта 2015

Чтобы там не писал Курт Воннегут, Титан, самый большой по размерам спутник Сатурна, не является местом, куда хотелось бы попасть с экскурсией или же провести остаток дней (если такая возможность представится, то, скорее всего, этот остаток дней будет очень недолгим).

Среднесуточная температура поверхности Титана равна примерно -180°C, а его моря и океаны наполнены не привычной для нас водой, а жидкими углеводородами, в основном – жидким метаном. Также возможно, что многочисленные активные вулканы Титана способствуют выбросам метана в атмосферу, в результате чего создаются облака метана, которые временами разражаются осадками в виде «дождя» или «снега».

Очевидно, что человек (как, впрочем, и остальные формы земной жизни) не может существовать в этом ледяном безводном метановом аду, однако исследователи предполагают, что жизнь на Титане вполне может существовать, правда, эта жизнь не будет похожа ни на одну знакомую нам в реальности (и даже из научно-фантастических фильмов) форму жизни.

В новой статье группа химиков и астрономов из Корнеллского Университета пытается обрисовать, какие типы организмов могут эволюционировать и выжить на Титане. В таком моделировании они отталкиваются от предположения о том, что это космическое тело может стать домом для бескислородных живых организмов на основе метана, обладающих принципиально иным типом клеточной структуры.



Азотосомы. (Рисунок из Science Advances, 2015: Vol. 1 no. 1 e1400067)

Мембрана клеток живых существ, населяющих нашу планету, как одно-, так и многоклеточных, представляет собой двойной липидный слой – барьер, отделяющий внеклеточную жидкость от внутриклеточной. Пустотелая везикула со стенками из двойного липидного слоя называется липосома (с греческого языка – жировое тело). Исследователи предсказывают, что обитатели Титана (если таковые есть в природе) также имеют клеточную структуру, однако их клеточные мембраны должны состоять из производных метана, отличающегося гораздо меньшей температурой замерзания, чем вода.

Теоретически смоделированная мембрана, образующая клетки «Сирен Титана», получила название «азотосома» (azotosome). Она должна состоять из азота, углерода и водорода – все эти элементы можно встретить в холодных метановых морях Титана. Предполагается, что азотосома одновременно жесткая и гибкая – это необходимо для контроля транспорта веществ через мембрану внутрь клетки и наружу.

Для выяснения принципиальной возможности существования таких форм жизни исследователи провели скрининг химических соединений, обнаруженных в охлажденном метане Титана на предмет возможности самоорганизации в мембраноподобные структуры. Результаты такого анализа показали, что в образовании мембраны может принимать участие акрилонитрил – CH2=CH–CN, бесцветная жидкость (в условиях Земли), присутствующая в атмосфере Титана. Смоделированные свойства мембраны-азотосомы из акрилонитрила позволяют говорить о том, что везикулы, образованные CH2=CH–CN вполне могли бы выступить в качестве оболочек для клеток.

То, что гипотетическая клеточная мембрана из акрилонитрила может работать практически так же, как и обычная липидная клеточная мембрана, оказалось приятным сюрпризом для ученых, которые изначально не были даже на 30% уверены, что супрамолекулярное образование из CH2=CH–CN в криогенных условиях может оказаться сравнимо по параметрам с лизосомами.

Первоначальная постановка задачи заключалась в том, чтобы просто определить, какие надмолекулярные образования могли бы образоваться из веществ, в настоящее время обнаруженных на Титане. Теперь исследователи планируют выяснить, каким образом такие гипотетические клетки могли бы вести себя в среде из метана, и, кто знает, может быть когда-нибудь автоматизированные системы, в настоящее время изучающие Титан, или новые космические миссии обнаружат там новый тип живых организмов.

Источник: Science Advances, 2015: Vol. 1 no. 1 e1400067; DOI: 10.1126/sciadv.1400067


метки статьи: биохимия, межмолекулярные взаимодействия, молекулярная биология, супрамолекулярная химия

В мире химии

Другие новости

16 июля 2015 Металлоорганические каркасы добрались и до пиротехники

Исследователи из Великобритании и Турции разработали новый способ более простого, безопасного и согласованного изготовления взрывчатых материалов. Пиротехнические составы являются энергетическим компонентом фейерверков, сигнальных устройств факельного типа, безопасных спичек и даже...


6 февраля 2015 Предсказана возможность существования пентаграфена

Исследователи из Университетов Вирджинии, Китая и Японии провели теоретические исследования, с помощью которых предсказали возможность существования новой аллотропной фазы углерода – пентаграфена (penta-graphene), а также изучили ее свойства. Материал, существование...


29 сентября 2007 Интенсификация амплификации ДНК

Йинфу Ли (Yingfu Li) и соавторы из Университета МакМастер (Гамильтон, Канада) разработали простой и эффективный способ амплификации ДНК, который может оказаться весьма полезным для ДНК диагностики