Un esperimento mostra che una delle unità di base della vita, le nucleobasi, potrebbe aver avuto origine all'interno di gigantesche nubi di gas sparse tra le stelle.

Elementi costitutivi essenziali del DNA, composti chiamati basi azotate, sono stati rilevati per la prima volta in un ambiente simulato che imita le nubi gassose che si trovano sparse tra le stelle. Il ritrovamento, pubblicato sulla rivista Comunicazioni sulla natura , ci avvicina alla comprensione delle origini della vita sulla Terra.

"Questo risultato potrebbe essere la chiave per svelare questioni fondamentali per l'umanità, come quali composti organici esistevano durante la formazione del sistema solare e come hanno contribuito alla nascita della vita sulla Terra, ", afferma Yasuhiro Oba dell'Institute of Low Temperature Science dell'Università di Hokkaido.

Gli scienziati hanno già individuato alcune delle molecole organiche di base necessarie per l'inizio della vita nelle comete, asteroidi, e nelle nubi molecolari interstellari, gigantesche nubi gassose disperse tra le stelle. Si pensa che queste molecole possano aver raggiunto la Terra attraverso impatti di meteoriti circa 4 miliardi di anni fa, fornendo gli ingredienti chiave per il cocktail chimico che ha dato origine alla vita. Imparare come si sono formate queste molecole è fondamentale per comprendere le origini della vita.

L'unità strutturale di base del DNA e dell'RNA è chiamata nucleotide, ed è composto da una base azotata, uno zucchero, e un gruppo fosfato. Precedenti studi che imitavano le condizioni previste nelle nubi molecolari interstellari hanno rilevato la presenza di zucchero e fosfato, ma non di basi azotate.

Ora, Yasuhiro Oba e colleghi dell'Università di Hokkaido, Università di Kyushu, e la Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) hanno utilizzato metodi analitici avanzati per rilevare le basi azotate fondamentali in un ambiente cloud interstellare simulato.

Il team ha condotto i propri esperimenti in una camera di reazione a vuoto ultraelevato. Una miscela gassosa di acqua, monossido di carbonio, ammoniaca, e il metanolo è stato continuamente fornito su un analogo della polvere cosmica a una temperatura di -263 gradi Celsius. Due lampade a scarica di deuterio attaccate alla camera fornivano luce ultravioletta sotto vuoto per indurre reazioni chimiche. Il processo ha portato alla formazione di un film ghiacciato sull'analogo della polvere all'interno della camera.

Il team ha utilizzato uno spettrometro di massa ad alta risoluzione e un cromatografo liquido ad alte prestazioni per analizzare il prodotto che si è formato sul substrato dopo averlo riscaldato a temperatura ambiente. I recenti progressi in questi strumenti tecnologici hanno permesso loro di rilevare la presenza delle basi azotate citosina, uracile, timina, adenina, xantina, e ipoxantina. Hanno anche rilevato amminoacidi, quali sono gli elementi costitutivi delle proteine, e diversi tipi di dipeptide, o un dimero di amminoacido, nello stesso prodotto.

Il team sospetta che esperimenti passati che simulano ambienti di nubi molecolari interstellari avrebbero prodotto basi azotate, ma che gli strumenti analitici utilizzati non erano abbastanza sensibili da rilevarli in miscele complesse.

"I nostri risultati suggeriscono che i processi che abbiamo riprodotto potrebbero portare alla formazione dei precursori molecolari della vita, " dice Yasuhiro Oba. "I risultati potrebbero migliorare la nostra comprensione delle prime fasi dell'evoluzione chimica nello spazio".