Der Ursprung des Lebens ist eine der großen Fragen der Menschheit. Eine der Voraussetzungen für die Entstehung von Leben ist die abiotische – nicht durch Lebewesen verursachte chemische – Produktion und Polymerisation von Aminosäuren, den Bausteinen des Lebens. „Für die Entstehung von Leben auf der Erde werden zwei Szenarien diskutiert: Zum einen die erstmalige Entstehung solcher Aminosäureketten auf der Erde und zum anderen der Zustrom aus dem All“, erklärt Tilmann Märk von der Universität von Innsbruck. „Für letzteres müssten solche Aminosäureketten unter den sehr ungünstigen und unwirtlichen Bedingungen im Weltraum erzeugt werden.“
Ein Forscherteam um Michel Farizon von der Universität Lyon und Tilmann Märk von der Universität Innsbruck hat nun eine bedeutende Entdeckung auf dem Gebiet der abiotischen Peptidkettenbildung aus Aminosäuren für die kleinste vorkommende Aminosäure, Glycin, gemacht wurde in den letzten Jahren mehrfach außerirdisch beobachtet. Eine Studie veröffentlicht in Zeitschrift für Physikalische Chemie A, das auch das Titelblatt der Zeitschrift bildete, zeigt, dass kleine Cluster von Glycinmolekülen bei Energiezufuhr polymerisieren. Eine Reaktion findet innerhalb eines Clusters statt, der aus zwei Glycinmolekülen besteht. Die beiden Aminosäuren werden zu einem Dipeptid und einem Wassermolekül. Auch die Reaktion eines Dipeptids zu einem Tripeptid innerhalb eines Clusters wurde von den Forschern demonstriert.
„Unsere Studie beleuchtet das weniger wahrscheinliche unimolekulare Szenario für die Bildung solcher Aminosäureketten unter den extremen Bedingungen des Weltraums“, sagt Michel Farizon. „Wir konnten zeigen, dass das Peptidkettenwachstum durch unimolekulare Reaktionen in angeregten Cluster-Ionen erfolgt, ohne dass ein Kontakt mit einem zusätzlichen Partner wie Staub oder Eis erforderlich ist.“
Die aktuelle Arbeit liefert Beweise dafür, dass der erste Schritt zur Entstehung des Lebens unter den höchst unwahrscheinlichen Bedingungen des Weltraums stattfinden kann. „Die Studie ist ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zum Verständnis der Entstehung des Lebens. Die Ergebnisse werden als Grundlage für weitere Forschungen auf diesem Gebiet dienen“, sind Michel Farizon und Tilmann Märk überzeugt.