在寻找系外行星上可能的生命迹象时,科研人员传统上聚焦于拥有类似地球液态表面的天体。近期的研究表明,生命的基本组成块也可能在截然不同的环境中存活——例如金星上约98%硫酸的酸性云层。MIT 的研究团队利用核磁共振(NMR)技术发现,短肽在近乎纯硫酸的溶液中不仅能够保持数周的稳定,还会自发折叠成特定的三维形状。
实验中,研究者先在 MIT 化学仪器设施(DCIF)中用 800 MHz 解决方案 NMR 观察多种分子在高浓度硫酸中的结构,证实核酸、脂类和氨基酸均能在此环境下保持完整。随后,他们将焦点转向肽链。由于硫酸溶液中几乎没有水分子,水解反应被抑制,肽键得以长期保存。研究人员检测的三种肽(合成的七氨基酸肽 HHQ、其延伸体 HHQ13 以及另一种七氨基酸肽 K7)在浓硫酸中均形成类似希腊字母 ω 的环形结构,称为 omega loop。硫酸分子充当支架,嵌入环中心并固定其形状。
在水相中,HHQ 会形成平坦的 β‑片层并进一步聚集成长纤维;而在酸性环境下,它转变为 ω 环,这类结构在天然蛋白中常起到连接 β‑片层或 α‑螺旋的作用,参与折叠与分子识别。肽能够在如此极端的酸性介质中保持有序折叠,暗示它们或许能够执行特定的生物功能,从而为金星云层乃至其他非地球类行星的大气层提供潜在的生命化学基础。
该发现促使天体化学家重新评估寻找生命的目标范围。研究团队计划进一步探究肽核酸(PNA)在单链和双链形式下的酸性稳定性,并测试更长的肽链是否也会形成 omega loop 或其他折叠模式。此类工作有望揭示在极端环境中蛋白质样结构的形成机制,为未来的金星探测任务提供新的生物标志物指引。
博主点评:这项研究突破了传统观念,证明了即使在几乎纯硫酸的环境中,短肽仍能保持结构并可能具备功能,为寻找非地球型生命打开了全新视角。