Tìm ra hợp chất hóa học tạo nên sự sống trên Trái Đất

Hợp chất hóa học này được so sánh với bà tiên trong truyện cô bé Lọ Lem. Bà chỉ cần vẫy chiếc đũa thần và sự sống trên Trái Đất này bắt đầu xuất hiện.

Việc khám phá ra hợp chất diamidophosphate (DAP) đã giúp các nhà khoa học ghép các mảnh lại với nhau để tạo ra bức tranh về sự bắt đầu của cuộc sống trên Trái Đất. Có lẽ hợp chất này đã tồn tại khi Trái Đất vẫn còn non trẻ và nó có khả năng phản ứng để tạo ra nguyên liệu cho cuộc sống.

Nguồn gốc của sự sống

Sự sống xuất hiện như thế nào trên Trái Đất đến nay vẫn còn là điều bí ẩn. Đã có nhiều giả thuyết được đặt ra cho vấn đề này, nhưng không ý tưởng nào được chứng minh một cách trọn vẹn và thuyết phục. Thuở sơ khai của Trái Đất vẫn là một điều bí ẩn đối với các nhà nghiên cứu.

Tuy nhiên, phát hiện mới của các nhà hóa học tại Viện Nghiên cứu Scripps (TSRI) đã đưa ra câu trả lời đầy thuyết phục cho câu hỏi xưa cũ này. Vậy hợp chất hóa học tạo ra sự sống trên Trái Đất này là gì?

Trước đây, các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng, phản ứng hóa học - phosphoryl hóa, có thể đóng vai trò quan trọng trong sự xuất hiện của sự sống. Hóa chất này cho phép ba thành phần quan trọng của các dạng sống kết hợp lại với nhau: các sợi nucleotide ngắn lưu trữ thông tin di truyền, chuỗi axit amin ngắn đảm nhiệm phần lớn công việc tế bào, và chất béo tạo thành cấu trúc tế bào.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu không tìm thấy hợp chất nào có khả năng tạo ra phản ứng cũng như sản xuất ra ba thành phần đó. Và hợp chất diamidophosphate (DAP) của các nhà hóa học tại Viện Scripps chính là lời giải cho bài toán này.

Sự sống xuất hiện như thế nào trên Trái Đất đến nay vẫn còn là điều bí ẩn. (Ảnh: Internet).

Ông Ramanarayanan Krishnamurthy - tác giả của nghiên cứu và là Phó giáo sư hóa học tại TSRI, cho biết trong một thông cáo báo chí: "Chúng tôi cho rằng quá trình hóa học phosphoryl hóa cùng một lúc đã làm xuất hiện các phân tử DNA, chuỗi peptides và các cấu trúc tế bào và kết hợp chúng lại với nhau. Điều này lần lượt cho phép các hóa chất khác (mà trước đây chúng ta nghĩ là không thể) tạo thành những thực thể sống đơn giản đầu tiên dựa trên tế bào".

Những lý thuyết về sự bắt đầu

Nghiên cứu này đã được xuất bản trên tạp chí Nature Chemistry và nó mở đường cho các giả thuyết của sự sống đầu tiên trên Trái Đất. Các nhà nghiên cứu cho rằng, họ có thể củng cố thêm câu chuyện về các dạng sống mà đã biến đổi từ trạng thái hóa học hỗn loạn sang sinh học và sinh hóa học dựa trên tế bào.

Các phản ứng khác cũng được xem là có khả năng phosphoryl hóa các phân tử như vậy, nhưng chúng lại đòi hỏi các tác nhân khác nhau cho các phân tử khác nhau và môi trường của nó cũng không thích hợp. Ông Krishnamurthy nói: "Thật khó tưởng tượng được rằng những quy trình rất khác nhau có thể kết hợp cùng với nhau một lúc để tạo ra các dạng sống sơ khai đầu tiên".

Phát hiện này không phải là điểm đến cuối cùng cho hành trình tìm kiếm lời giải thích về nguồn gốc của sự sống trên Trái Đất. Dường như có một biển lý thuyết bất tận - từ thực tế đến tưởng tượng, nhằm lý giải được khoảng thời gian này trong lịch sử của vũ trụ. Một số nhà nghiên cứu cho rằng, các khám phá trên sao Hỏa và các lý thuyết về thiên thạch chứa các thành phần chính của sự sống là nguyên nhân, trong khi một số nhà khoa học khác lại nghĩ rằng các bong bóng mới chính là thứ tạo ra sự sống.

Tuy nhiên, sự xuất hiện của DAP đã chứng tỏ vai trò quan trọng của nó trong việc hình thành hóa sinh học dựa trên tế bào. Thậm chí nó còn cho thấy khả năng phosphoryl đường đơn giản - dẫn đến việc tạo ra carbohydrate hỗ trợ sự hình thành của các dạng sống từ sớm. Và chúng ta có thể kết luận, hợp chất DAP có vai trò không nhỏ đối với Trái Đất buổi ban sơ.

"Hợp chất hóa học này làm tôi nhớ đến bà tiên trong truyện cô bé Lọ Lem. Bà ta chỉ cần vẫy chiếc đũa phép, ngay lập tức những thứ đơn giản trở nên phức tạp và hấp dẫn vô cùng”, ông Krishnamurthy nhận định.

• Sự sống trên Trái đất có thể đến từ những thiên thạch
• Nghiên cứu gây sốc về nguồn gốc sự sống trên Trái đất