Lo zucchero è dolce, essenziale per la vita - e si trova probabilmente nello spazio profondo

Quando pensiamo allo zucchero, è nella forma di una dolce vacanza o un motivo per tornare in palestra dopo la notte di Capodanno - di solito non pensiamo alle varietà complesse che formano la spina dorsale strutturale del nostro codice genetico. E certamente non pensiamo allo zucchero che galleggia nella vasta oscurità dello spazio.

Una nuova ricerca suggerisce che la molecola di zucchero che mette la "D" nel DNA - 2-desossiribosio - potrebbe esistere nelle zone più remote dello spazio. Una squadra di astrofisici della NASA è stata in grado di creare lo zucchero del DNA in condizioni di laboratorio che imitano lo spazio interstellare.

I ricercatori ritengono che i loro risultati, pubblicati martedì su Nature Communications, dimostrino che un altro elemento fondamentale della vita potrebbe essere diffuso nell'universo e potenzialmente seminare anche altri pianeti.

"Non sappiamo ancora se la vita è comune nell'universo, ma siamo abbastanza sicuri che la presenza di elementi costitutivi della vita non è un fattore limitante", ha affermato Michel Nuevo, ricercatore presso il Centro Ames Research della NASA nella Silicon Valley in California e l'autore principale dell'articolo.

I risultati rappresentano la prima prova solida della formazione dello zucchero del DNA in un contesto astrofisico.

Lo spazio interstellare in un laboratorio

Le vaste, fredde regioni a bassa densità tra le stelle non sono così vuote come potrebbero sembrare. Il mezzo interstellare contiene polvere e gas e questi sono bombardati da fotoni e particelle ad alta energia. Le reazioni chimiche si verificano, anche se in modo estremamente lento a temperature che oscillano intorno a  -440 gradi Fahrenheit.

Queste erano le condizioni che Nuevo e il suo team hanno simulato nella "camera cosmica" del Laboratorio di Astrofisica e Astrochimica di Ames. Il team ha usato una camera a vuoto che conteneva una sostanza di alluminio raffreddata quasi allo zero assoluto e ha aggiunto una miscela gassosa di vapore acqueo e il metanolo, composto comune a base di carbonio. A una temperatura così bassa si forma uno strato ghiacciato  sulla superficie della sostanza. Dopo aver irradiato la camera con luce ultravioletta e riscaldato la sostanza, i ricercatori hanno esaminato il materiale risultante e hanno scoperto che era stata creata una varietà di derivati ​​dello zucchero, così come lo zucchero complesso 2-desossiribosio.

Nel 2016, un'altra squadra di ricercatori in Francia ha fatto una scoperta simile in laboratorio, trovando il ribosio, lo zucchero dell'RNA usato dall'organismo per produrre proteine ​​e considerato un possibile precursore del DNA nelle prime forme di vita sulla Terra primordiale.

"Per più di due decenni ci siamo chiesti se la chimica che troviamo nello spazio potesse fabbricare i tipi di composti essenziali alla vita. Fino ad ora non abbiamo individuato un solo insieme di molecole che non possano essere prodotte" ha detto Scott Sandford, uno scienziato senior nel laboratorio di astrochimica di Ames.

L'universo come un chimico
Questi zuccheri complessi si aggiungono alla crescente lista di composti organici trovati su meteoriti e in condizioni di laboratorio di tipo cosmico. Questi includono gli amminoacidi, i blocchi costitutivi delle proteine; le basi azotate, le unità di base del codice genetico; e gli anfifilici, la classe di molecole utilizzate dalla vita per produrre le membrane attorno alle cellule.

"L'universo è un chimico organico", ha detto Sandford. "Ha grandi bicchieri e molto tempo - e il risultato è un sacco di materiale organico, utile alla vita".

Dal momento che i detriti vorticosi del mezzo interstellare si condensano in nuove stelle e sistemi planetari, come fanno le molecole organiche prodotte nello spazio a farlo sulla superficie dei pianeti di nuova formazione?

La  Terra all'origine era probabilmente ricoperta di materiali derivanti dai meteoriti e dalle comete che ne colpivano la superficie. In questi campioni sono stati trovati derivati ​​dello zucchero come gli acidi e gli alcoli dello zucchero. Questi derivati dello zucchero ​​possono evolvere in zuccheri usati nel DNA e RNA in presenza di acqua, dando ai ricercatori nuove strade per esplorare la chimica degli inizi della vita.

Fonte: NASA