Các nhà hóa học của Đại học Purdue đã phát hiện ra cơ chế phản ứng tạo peptit xảy ra trong môi trường nước - trả lời cho vấn đề về nguồn gốc sự sống mà các nhà khoa học đã thực sự bối rối trong nhiều thập kỷ.
Graham Cooks, Giáo sư Hóa học Phân tích của Henry Bohn Hass tại Đại học Khoa học Purdue, cho biết: “Đây thực chất là phản ứng hóa học trả lời cho câu hỏi về nguồn gốc của sự sống. Đây là minh chứng đầu tiên cho thấy các phân tử nguyên thủy, các axit amin đơn giản, tự phát hình thành các peptit, cơ sở cấu tạo của sự sống, trong các giọt nước tinh khiết. Đây thực sự là một khám phá ấn tượng".
Phản ứng hoá học với nước này, dẫn đến việc tạo ra protein và sự sống trên Trái đất, cũng sẽ hỗ trợ cho sự phát triển nhanh hơn trong công việc chế tạo ra các loại thuốc điều trị các bệnh suy nhược cơ thể của nhân loại. Khám phá của nhóm nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences.
Sự sống không bắt nguồn trong đại dương
Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng sự sống trên Trái đất khởi nguồn từ các đại dương. Tuy nhiên, các phản ứng hóa học xảy ra như thế nào để hình thành sự sống vẫn luôn là một bí ẩn lớn.
Các axit amin thô - loại vật chất mà các thiên thạch đưa đến Trái đất thuở sơ khai - có thể phản ứng và kết hợp với nhau để tạo thành peptit, các khối cấu tạo của protein để cuối cùng hình thành sự sống. Thật khó hiểu, quá trình phản ứng này đòi hỏi sự mất đi của phân tử nước, điều này dường như rất khó xảy ra trong môi trường ẩm ướt của nước hoặc đại dương. Để sự sống hình thành, phản ứng hoá học cần nước. Nhưng đồng thời nó cũng cần một khoảng không gian cách khỏi mặt nước.
Giáo sư Cooks là một chuyên gia về khối phổ và hóa học thời kỳ sơ khai của Trái đất, và nhóm của ông đã tìm ra câu trả lời cho câu đố lớn: "Nước không tạo ra sự ẩm ướt ở mọi nơi". Mà thực tế là, nơi giọt nước gặp bầu khí quyển, các phản ứng hoá học diễn ra cực kỳ nhanh chóng, biến đổi các axit amin phi sinh học thành các cơ sở xây dựng của sự sống. Những nơi mà nước biển phun vào không khí và sóng vỗ vào đất, hoặc nơi nước ngọt đổ xuống dốc, là những nơi màu mỡ, giàu dinh dưỡng cho sự tiến hóa của sự sống.
Các nhà hóa học đã dành hơn 10 năm sử dụng khối phổ kế để nghiên cứu các phản ứng hóa học trong các giọt có chứa nước.
Phản ứng hoá học trong các giọt nước nhanh hơn trong môi trường nước lớn
Giáo sư Cooks cho biết: “Tốc độ phản ứng trong các giọt nước nhanh hơn từ một trăm đến một triệu lần so với các hóa chất tương tự phản ứng trong môi trường dung dịch nước lớn”.
Tốc độ của các phản ứng này làm cho chất xúc tác trở nên không cần thiết, nó thúc đẩy nhanh các phản ứng; và trong trường hợp quá trình hóa học sơ khai của Trái đất, nó làm cho sự tiến hóa của sự sống có thể xảy ra. Tìm hiểu cách thức hoạt động của quá trình này là mục tiêu của nhiều thập kỷ nghiên cứu khoa học.
Khám phá bí mật về cách sự sống nảy sinh trên Trái đất, có thể giúp các nhà khoa học hiểu được quá trình hình thành của nó; đồng thời việc này cũng sẽ hỗ trợ cho các nhà khoa học về việc tìm kiếm sự sống trên các hành tinh khác, hoặc thậm chí là trên sao Hoả, mặt trăng.
Hiểu được cách các axit amin tự xây dựng nên protein và cuối cùng hình thành nên nguồn gốc sự sống đã tạo ra một cuộc cách mạng cho sự hiểu biết của các nhà khoa học về quá trình tổng hợp hóa học. Chính sự hiểu biết về quá trình phản ứng hóa học đó, sẽ hỗ trợ các nhà hóa học trong việc đẩy nhanh các phản ứng quan trọng để khám phá và phát triển các loại thuốc mới và phương pháp điều trị bệnh suy nhược cơ thể cho nhân loại.
