Многие метеориты, которые являются маленькими кусочками астероидов, не испытывали высоких температур ни в какой момент своего существования. Из-за этого эти метеориты обеспечивают хорошую запись сложной химии, присутствующей до того, как наша Солнечная система была сформирована 4,57 миллиарда лет назад.

По этой причине исследователи изучили отдельные аминокислоты в метеоритах, которые встречаются в богатом разнообразии и многие из которых отсутствуют в современных организмах.

В книге "Физика жидкостей", опубликованной издательством AIP, исследователи из Гарвардского университета показали существование систематической группы аминокислотных полимеров среди нескольких представителей древнейшего класса метеоритов - типа CV3. Полимеры образуют организованные структуры, включающие кристаллические нанотрубки и заполняющую пространство решеткой правильной алмазной симметрии с плотностью, оцениваемой в 30 раз меньшей, чем у воды.

"Поскольку элементы, необходимые для формирования наших полимеров, присутствовали еще 12,5 миллиарда лет назад, и, по-видимому, существует газовая фаза пути их образования, вполне возможно, что эта химия была и присутствует во всей Вселенной", - сказала автор статьи Джули Макгеох.

Предотвращение загрязнения земными бактериями было главным приоритетом для исследователей. Они разработали метод чистой комнаты, используя чистый шаговый двигатель с вакуумным алмазным долотом, чтобы вбить несколько миллиметров в образец метеорита, прежде чем извлечь только что собранный материал только из крайней части отверстия. В одном эксперименте использовалось несколько сверл, и все они были очищены ультразвуком.

Полученные частицы метеорита микронного масштаба затем помещали в пробирки и хранили при температуре минус 16 градусов по Цельсию. Полимеры были индуцированы к диффузии из микронных частиц с помощью экстракции Фолха, которая включает в себя две химические фазы, связанные с различными растворителями с различной плотностью.

Масс-спектрометрия выявила существование полимеров, которые состояли из цепочек глицина, простейшей аминокислоты, с добавлением кислорода и железа. У них было очень высокое отношение дейтерия к изотопу водорода, что подтверждало их внеземное происхождение.

Это исследование было вдохновлено наблюдениями за небольшим, очень консервативным биологическим белком, который захватывает воду. Это открытие предполагало, что если бы такая молекула могла образоваться в газовом пространстве, она помогла бы ранней химии, захватывая воду.

Исследователи использовали квантовую химию, чтобы показать, что аминокислоты должны быть способны полимеризоваться в пространстве внутри молекулярных облаков, сохраняя воду. Затем последовали многочисленные эксперименты с использованием метеоритов в качестве источника полимера, кульминацией которых стали трехмерные структуры.

В дальнейшем исследователи надеются получить более подробную информацию о глициновых стержнях с помощью дальнейшего рентгеновского анализа. Другие полимеры того же класса еще предстоит охарактеризовать и раскрыть энергетику образования полимеров.

Доцент Кейт Пул и ее команда намерены исследовать, как наши клетки чувствуют изменения силы тяжести, когда мы выходим из атмосферы Земли, благодаря двухлетнему исследовательскому гранту от Управления научных исследований ВВС США.

Космические путешествия могут быть жесткими для нашего тела. Во время и после космических полетов астронавты испытывают проблемы со здоровьем - от потери костной и мышечной массы до ослабления иммунитета и проблем со зрением. В то время как существуют некоторые исследования физиологических эффектов микрогравитации на организм, лежащие в основе клеточных механизмов этих изменений - и как клетки в теле на самом деле ощущают уменьшенные гравитационные силы - остаются неуловимыми.

«Это проект, который мы хотели запустить в течение нескольких лет. Благодаря этому финансированию мы можем начать решать вопрос о том, участвует ли определенный класс белковых сенсоров – называемых механически стробированными каналами - в восприятии изменений гравитации», - говорит профессор Пул, исследователь UNSW Medicine & Health"s Single Molecule Science и School of Medical Sciences.

Этот проект будет опираться на опыт, накопленный ее исследовательской группой в области того, как клетки воспринимают свое физическое окружение и как это влияет на их функцию.

Механически активированные каналы - это класс порообразующих мембранных белков, которые открываются и закрываются под действием физических сил молекулярного масштаба. Открытие каналов позволяет ионам проникать в клетку, чтобы инициировать электрический сигнал. Белки - включая TRPV4, PIEZO, TREK-1 - обнаруживают механические сигналы из окружающей среды и передают этот сигнал, чтобы вызвать изменения в форме и движении клеток, их ассоциации с другими клетками и другие формы поведения.

С помощью этого финансирования исследовательская группа будет изучать, участвуют ли те же самые клеточные поровые каналы, которые воспринимают физические силы - такие как вибрации, прикосновение или растяжение - в обнаружении гравитационного притяжения. Исследователи будут изучать влияние микрогравитации на форму и функцию клеток.

«Мы хотим посмотреть, изменяют ли клетки свою структуру или поведение в ответ на микрогравитацию, и зависят ли эти изменения от механически активированных ионных каналов», - говорит профессор Пул.

Чтобы смоделировать условия микрогравитации, команда будет поддерживать клеточные культуры внутри машины случайного позиционирования, устройства, разработанного и построенного биоинженером доктором Джошуа Чоу. В основе этого проекта лежит сотрудничество с доктором Чоу из Технологического университета Сиднея.

Пул говорит, что важно понять влияние космических путешествий на организм, если мы хотим расширить исследования космоса или начать коммерческие космические полеты.

«Если бы вы подумали о том, чтобы отправить людей на Марс, а затем вернуть их обратно без какого-либо вмешательства, то вполне вероятно, что, когда они вернутся на Землю, у них будут спонтанные переломы костей, потому что путешествие приведет к значительным потерям клеток костей. Структурно кость больше не сможет выдерживать силу земного тяготения», - говорит Пул.

Для того чтобы астронавты могли проводить более длительные периоды времени в космосе, могут существовать возможности для смягчения негативных последствий для здоровья длительного воздействия микрогравитации с помощью терапевтических средств. Для этого нам нужно сначала определить задействованные механизмы.

«В настоящее время мы просто не знаем, какие молекулы в клетке чувствуют эти изменения. Поэтому, если мы хотим попытаться разработать какое-либо средство или лекарство, направленное на молекулы сенсоров, мы должны знать, что это такое».