アミノ酸さんの新発見しんはっけんに至いたる物語ものがたり――ベンヌ試料しりょうから読よみ解とく生命せいめいの起源きげん

Một loại axit amin có trong sinh vật trên Trái Đất, gọi là tryptophan, đã được phát hiện mới từ mẫu vật thu thập tại tiểu hành tinh gần Trái Đất Bennu.

Các nhà nghiên cứu của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Hoa Kỳ NASA đã công bố phát hiện này trên tạp chí của Viện Hàn lâm Khoa học Hoa Kỳ PNAS.

Mẫu vật là một phần đá và bụi do tàu thăm dò OSIRIS-REx của NASA, đã hạ cánh xuống Bennu vào năm 2020, thu thập và mang về Trái Đất vào năm 2023.

Thành phần của Bennu phản ánh thành phần của Hệ Mặt Trời sơ khai, nên đây là manh mối quan trọng để tìm hiểu nguồn gốc sự sống.

Trong các phân tích trước đây, đã phát hiện 14 trong số 20 loại axit amin mà mọi sinh vật trên Trái Đất đều có, cùng với toàn bộ 5 loại bazơ nucleic mang thông tin di truyền của DNA và RNA.

Đối với một tiểu hành tinh khác là Ryugu, tàu thăm dò của Nhật Bản cũng đã phát hiện axit amin từ mẫu vật thu thập năm 2019.

Axit amin cũng đã được tìm thấy trong nhiều thiên thạch rơi xuống Trái Đất.

Trong nghiên cứu mới, dù chưa được xác nhận cuối cùng, tryptophan đã được phát hiện rõ ràng như loại axit amin thứ 15.

Nhà hóa học thiên thể Jose Aponte của Trung tâm bay vũ trụ Goddard của NASA, người tham gia nghiên cứu, giải thích: Việc phát hiện tryptophan trên Bennu là một thành tựu quan trọng. 

Tryptophan có cấu trúc phức tạp trong số các axit amin, và trước đây chưa từng được phát hiện trong các mẫu vật từ không gian như thiên thạch. 

Ông cũng cho biết qua email rằng, nếu xác định được tryptophan hình thành tự nhiên trong vũ trụ, điều đó có nghĩa là các nguyên liệu cơ bản của sự sống đã được tạo ra trong Hệ Mặt Trời sơ khai, tạo nên môi trường thuận lợi cho sự ra đời của sự sống.

Tên Bennu bắt nguồn từ vị thần Ai Cập cổ đại tượng trưng cho Mặt Trời, sự sáng tạo và tái sinh, với đường kính khoảng 500 mét.

Theo NASA, Bennu được hình thành từ mảnh vỡ của một thiên thể mẹ lớn hơn nhiều trong vành đai tiểu hành tinh giữa Sao Hỏa và Sao Mộc, cách đây từ 2 tỷ đến 700 triệu năm.

Thành phần của nó phản ánh thành phần hóa học của Hệ Mặt Trời sơ khai, khoảng 4,5 tỷ năm trước.

Bennu quay quanh Trái Đất từ khoảng 1,75 triệu năm trước và tiếp cận Trái Đất khoảng mỗi 6 năm.

Theo dữ liệu, có khả năng Bennu sẽ va chạm với Trái Đất vào năm 2182, 

gây ra hiện tượng lạnh toàn cầu, với xác suất 1/2700, tức 0,037%.

Thành phần của Bennu vốn có nguồn gốc từ vật chất sinh ra trong vụ nổ siêu tân tinh trước khi Hệ Mặt Trời ra đời.

Chúng được tổng hợp trong điều kiện nhiệt độ cực cao khi nổ, sau đó tiếp tục biến đổi dưới tác động của nhiệt và bức xạ từ Mặt Trời khi Bennu hình thành.

Ngoài ra, người ta còn phát hiện nhiều nguyên liệu cần thiết cho sự sống như amoniac và các khoáng chất khác giúp tổng hợp các phân tử như axit amin, dù bản thân chúng không phải là sự sống.

Tiến sĩ Angel Mojarro, nhà địa hóa hữu cơ và là nghiên cứu sinh tại Trung tâm Goddard của NASA, người dẫn đầu nghiên cứu mới, cho biết: Nó giống như một mảnh ghép còn thiếu của câu đố. 

Tryptophan liên quan đến chất lượng giấc ngủ, là một trong những axit amin thiết yếu mà con người không thể tự tổng hợp, phải hấp thụ qua thực phẩm.

Ông Mojarro cho biết cần kiểm chứng thêm để xác nhận tryptophan thực sự có trong chỉ 50 miligam mẫu vật mà nhóm đã phân tích.

Tuy nhiên, theo các chuyên gia, mẫu vật từ Bennu có độ tinh khiết cao, khả năng lẫn tạp chất từ Trái Đất là rất thấp.

Mẫu vật lấy trực tiếp từ bề mặt Bennu không bị thay đổi thành phần hóa học do đi vào khí quyển như thiên thạch rơi xuống Trái Đất, nên có độ tin cậy cao hơn nhiều với vai trò cỗ máy thời gian của Hệ Mặt Trời sơ khai.

Theo Giáo sư Dante Lauretta, chuyên gia khoa học hành tinh và hóa học vũ trụ tại Đại học Arizona, từ mẫu vật do OSIRIS-REx mang về, lần đầu tiên phát hiện được muối, khoáng chất và chất hữu cơ có thể bị mất khi đi vào khí quyển.

Ông cho biết, trên thiên thể mẹ của Bennu, chất lỏng đã phân bố ở nhiều nơi và thời điểm khác nhau, mỗi nơi có hệ hóa chất riêng biệt.

Mẫu vật lưu giữ các hệ hóa chất đặc trưng này, cho thấy trước khi sự sống xuất hiện trên Trái Đất, đã tồn tại các chất lỏng giàu hữu cơ hoạt động mạnh mẽ.

Theo Harold Morowitz, người tiên phong nghiên cứu về nguồn gốc sự sống, các phân tử cấu thành lõi của sinh vật có thể được coi là hóa thạch của các phân tử có nguồn gốc từ Hệ Mặt Trời sơ khai.

Việc phát hiện tryptophan và các axit amin khác từ mẫu vật Bennu càng củng cố giả thuyết này.

Giáo sư Sara Russell, nhà khoa học hành tinh tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên London, nhấn mạnh rằng để có cái nhìn tổng thể, cần có cả hàng ngàn thiên thạch thu thập trên mặt đất lẫn các mẫu vật tinh khiết do tàu thăm dò mang về.

Dù không tham gia nghiên cứu lần này, bà cho biết: Việc phát hiện tryptophan là điều đặc biệt đáng ngạc nhiên. 

Điều này không thấy ở thiên thạch, có lẽ vì nó bị mất trong quá trình đi qua khí quyển và rơi xuống mặt đất.