Охота на липиды: в погоне за марсианской жизнью

История науки знает немало случаев, когда открытие совершалось не с помощью новейшего дорогостоящего оборудования, а благодаря свежему взгляду на уже существующие, проверенные временем инструменты. Именно этот принцип — переосмысление возможностей старой аппаратуры — лежит в основе новой захватывающей работы ученых из Имперского колледжа Лондона. Они предложили революционный метод использования газовых хроматографов-масс-спектрометров (GC-MS) не просто для поиска органики, а для непосредственного обнаружения признаков живой жизни в режиме реального времени.

Исследование сфокусировано на особом классе органических соединений — интактных полярных липидах (IPL). Эти молекулы являются фундаментальными строительными блоками клеточных мембран у бактерий и архей. Ключевая особенность IPL, делающая их идеальным биомаркером, — их недолговечность. После смерти клетки они всего за несколько часов или дней распадаются на другие, более стабильные соединения. Таким образом, обнаружение именно интактных, а не разложившихся липидов, стало бы мощным свидетельством не просто прошлой, а современной и активной жизни в исследуемом образце.

Главной инновацией работы стал метод детекции. Вместо труднореализуемых в условиях другой планеты методик, таких как экстракция растворителем, ученые предложили использовать пиролиз (нагревание без доступа кислорода) в сочетании с газовой хроматографией и масс-спектрометрией. Это крайне важно, так как существующие спектрометры уже являются стандартным и апробированным оборудованием для марсианских миссий, начиная с аппаратов «Викинг».

Чтобы проверить свою теорию, исследователи провели эксперименты с конкретными соединениями. Для бактерий они выбрали липид DOPC, который после гибели клетки распадается на олеиновую кислоту. В ходе пиролиза живого DOPC образовывался уникальный побочный биомаркер — глицерилмоноолеат, который отсутствовал при сжигании его посмертного продукта. Это четкое различие создавало надежную «сигнатуру жизни». Для архей задача оказалась сложнее: хотя их живой липид (DPPE) и продукт распада (археол) можно было детектировать, однозначно отличить признаки жизни от следов недавно умерших организмов оказалось практически невозможно.

Несмотря на впечатляющие результаты, перед практическим применением метода предстоит решить ряд серьезных проблем. Повсеместно присутствующие на Марсе неорганические соединения, такие как перхлораты и оксиды железа, могут маскировать или разрушать целевые органические сигналы. Кроме того, огромное разнообразие липидов в живой природе означает, что отсутствие в образце конкретно DOPC или DPPE еще не говорит об отсутствии жизни вообще — могут существовать иные, еще не изученные в этом контексте микроорганизмы со своими уникальными IPL.

Тем не менее, авторы работы видят большой потенциал в своем предложении. Они рассматривают спектрометры GC-MS не как единственных и окончательных арбитров, а как превосходный инструмент для первичного скрининга. Проанализировав образец грунта из-под поверхности Марса или частички льда из гейзеров Энцелада, этот проверенный десятилетиями прибор мог бы дать оперативный сигнал: «здесь возможны признаки активной жизни, этот образец нуждается в приоритетном и более глубоком изучении».

Учитывая, что предложенный метод можно интегрировать в уже существующие и отработанные инженерные решения, его шансы на воплощение в будущих миссиях весьма высоки. И даже отрицательный результат — отсутствие ожидаемых сигнатур — не будет напрасным, а станет еще одной ценной главой в нашей великой саге по поиску жизни по Вселенной.