DNA? Forse un regalo del Sole

Gli scienziati si sono sempre interrogati riguardo l’origine della vita sulla terra. Il DNA ha senz’altro giocato un ruolo fondamentale ma la sua formazione primordiale resta ancora un’incognita. Gli scienziati della Lawrence Berkeley National Lab e dell’Università delle Hawaii, hanno deciso però di ricreare le condizioni che potrebbero aver contribuito alla formazione dei precursori molecolari del DNA: strutture di carbonio e atomi di azoto, parti indispensabili delle basi azotate(le quali compongono sia DNA che RNA).

Hanno dimostrato per la prima volta che fonti di calore nell’Universo, come le stelle (e quindi anche il Sole), possono essere ambienti ideali per la formazione degli anelli molecolari contenenti azoto. Nella ricerca “Gas phase synthesis of (iso)quinoline and its role in the formation of nucleobases in the interstellar medium”, pubblicato su Astrophysical Journal, gli scienziati descrivono l’esperimento in laboratorio dove hanno ricreato le condizioni che troveremmo attorno a una stella morente ricca di carbonio. «Questa è la prima volta che osserviamo una reazione calda come questa», afferma Ahmed Musahid, della Divisione Scienze Chimiche nel Berkeley Lab – «Non è facile per gli atomi di carbonio formare gli anelli che contengono azoto ma questo nuovo lavoro dimostra la possibilità di una reazione nella fase in cui il gas è più caldo una sorta di barbecue cosmico».

Per decenni sono stati ricercati gli anelli doppi contenenti azoto chiamati “chinolina” ma mai nessuno prima aveva dedicato tempo cercando di capire come nascessero strutture di carbonio contenenti azoto. Per ricreare le condizioni adatte in laboratorio, i ricercatori hanno utilizzato l’Advanced Light Source (ALS), una delle fonti di luce a raggi X e ultravioletti più brillanti al mondo, infatti è la prima sorgente di luce di sincrotrone “di terza generazione”. Attraverso un dispositivo chiamato “hot nozzle” (in italiano “bocchetta calda”) sono state simulate la pressione e le temperature che si raggiungono in ambienti stellari, soprattutto di stelle ricche di carbonio. In questa bocchetta calda è stato iniettato un gas composto da una molecola di carbonio contenente azoto e due molecole di acetilene. Usando al radiazione di sincrotrone dell’ASL, il team di esperti ha esaminato il gas caldo osservando quali molecole si fossero formate. Dunque l’hot noozle da 700 gradi Kelvin trasforma il gas iniziale in un gas fatto di molecole ad anello contenti azoto chiamate chinolone e isochinolina.

Esperimenti di questo genere dimostrano come le molecole chiave di chinoloni e isochinolina possono essere sintetizzate in questi ambienti caldi per poi essere espulse con il vento stellare nel mezzo interstellare. «C’è un limite oltre il quale può verificarsi questa reazione, limite che si può superare solo attorno alle stelle.» – dice Musahid. «Una volta espulse nelle nubi molecolari fredde – riferisce Ralf Kaiser, professore di chimica presso l’Università delle Hawaii – queste molecole possono condensarsi su nanoparticelle interstellari fredde, dove poi vengono elaborate. Questi processi quindi potrebbero portare a molecole biorilevanti più evolute e complesse, come le basi azotate di così cruciale importanza nella formazione del DNA e dell’RNA».
La ricerca è stata pubblicata su “The Astronomical Journal“.