DigitalArtSpace

При поиске признаков жизни вне Земли аминокислоты обычно рассматриваются как важнейшие молекулы, поскольку они играют роль во всех известных биологических процессах и могут сохраняться на протяжении миллионов лет. Тем не менее, аминокислоты способны формироваться и в результате небиологических процессов, таких как процессы, протекающие в метеоритах или на астероидах, что усложняет установление их точного происхождения.

Новый статистический метод LUMOS (Life Unveiled via Molecular Orbital Signatures) разработан учёными для различения образцов, образовавшихся в результате живых процессов и неживых, на основе анализа распределения энергетических зазоров между высшей занятой и низшей свободной молекулярными орбиталями (HLG, HOMO-LUMO gap) аминокислот.

В живых организмах отмечается большое разнообразие HLG, что свидетельствует об их способности контролировать химическую активность. В небиологических образцах диапазон HLG существенно меньше из-за ограниченных возможностей синтеза и отсутствия механизмов для восстановления разрушенных молекул.

Чтобы оценить эффективность предложенного подхода, исследователи сформировали развернутую базу данных, включающую информацию об аминокислотах, полученную из 87 биологических и 102 небиологических источников, а также из 43 лабораторных экспериментов. Квантово-химические вычисления выявили, что аминокислоты с низким значением энергии ионизации (HLG, ниже 10 эВ) присутствуют исключительно в биологических образцах, причем разброс этих значений почти в два раза больше, чем в небиологических. Статистическая обработка данных подтвердила высокую надёжность методики: более 95% образцов были верно отнесены к соответствующим категориям.

При анализе концентраций аминокислот был сделан акцент на их взвешенном рассмотрении: эти показатели еще больше дифференцируют классы. Использование методов машинного обучения для обработки этих данных выявило, что для точной классификации достаточно одного параметра — взвешенной дисперсии HLG.

LUMOS может быть использован для анализа проб с применением имеющихся инструментов, таких как масс-спектрометрия, и потенциально пригодится в будущих миссиях по поиску жизни на Марсе, Энцеладе и других космических объектах. Данная методика не ограничена конкретной биохимией и позволяет обнаруживать признаки жизни даже в системах, отличных от земных.

Похожие статьи

Новый алгоритм Дарвина-Гёделя учит искусственный интеллект самостоятельно программировать.

В США производят эффективные процессоры: тайванские чипы TSMC возвращаются на родину для завершения производства.

В продаже — новая Lada Granta с увеличенным дорожным просветом

Новые модели Kia могут появиться на российском рынке.

Недорогой аналог Toyota Camry с пробегом более 2000 км завоевал популярность

Рамный внедорожник BAW 212 T01 с мощным двигателем: «Китайский УАЗ» с комфортом.