TechtudSzerző: index 2026. 08. 22. 4 percnyi olvasás
A tömegspektrometriát gépi tanulással ötvözik, hogy megbecsüljék a „molekuláris összeszerelés” mikéntjét.
A Glasgow-i Egyetem kutatói egy új stratégiát vizsgáltak meg, ami megjelent a rangos Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban. Alapvetésük, hogy nem azt kérdezik, vajon egy idegen molekula földi mércével mérve biológiainak tűnik-e, hanem azt, mennyire lehetett nehéz létrejönnie ennek a molekulának? A módszerben a tömegspektrometriát gépi tanulással ötvözik, hogy megbecsüljék a „molekuláris összeszerelés” mikéntjét.
Ez a molekuláris komplexitás számszerűsítésére törekszik azzal, hogy meghatározza a molekula felépítéséhez szükséges minimális építési lépések számát. A kutatók szerint a rendkívül összetett molekulák ismételten és nagy mennyiségben jelennek meg, ez lehet egy másmilyen, a földitől eltérő kémia megléte miatt.
Az ehhez hasonló „agnosztikus életfelismerési stratégiák” egyre terjednek, ezek a módszerek anélkül képesek azonosítani az élet molekuláris jeleit, hogy pontosan meg kellene érteniük, hogyan nézhet ki az adott életforma, vagy hogyan léphet kölcsönhatásba egy ismeretlen környezettel.
A metán jelenléte a Marson, a Vénusz légkörében jelentett foszfin és az exobolygók légkörében található dimetil-szulfid felkeltették a figyelmet, mivel az élő szervezetek képesek ezeket a vegyületeket előállítani.
De nem csak biológiailag lehet őket előállítani. A metán például geológiai folyamatokból is születhet. A dimetil-szulfid szorosan összefügg a földi élettel, ugyanakkor üstökösök anyagában is kimutatták, és az ősi kémiát szimuláló laboratóriumi kísérletekben is előállították.
Egy adott molekula jelenléte tehát nem feltétlenül árulja el a tudósoknak, hogy mi hozta létre. Az új teória szerint a kutatók kiszámítják a molekula egyszerűbb építőelemekből történő felépítésének legrövidebb lehetséges útját – a kalkulálás a valószínűségszámításon alapul. A természet kémiája ugyanis hatalmas mennyiségű lehetséges molekuláris szerkezettel rendelkezik, és ahogy a molekulák összetettebbé válnak, egyre csökken annak az esélye, hogy újra ugyanazt a bonyolult szerkezetet hozzák létre, hacsak valami nem korlátozza a folyamatot.
A biológiai rendszerek információkat tárolnak és használnak fel a kémiai reakciók bizonyos eredményeinek irányítására, így az organizmusok újra és újra ugyanazokat a bonyolult részecskéket állíthatják elő, ahelyett, hogy véletlenszerűen alkotnának.
Az idegen élet utáni kutatás során a tudósoknak nem kell tudniuk, hogy mi is egy molekula – mielőtt felismernék, hogy szokatlanul összetett.
Ez különösen hasznos lehet olyan bolygókon, mint a Mars, vagy olyan holdakon, mint az Európa, az Enceladus vagy a Titán, ahol az űrhajók olyan vegyületekkel találkozhatnak, amelyekkel a Földön általában természetes formában nem.
Számos javasolt bolygókutatási misszió használ vagy használhatna tömegspektrométereket. Ezek a műszerek az ionok tömeg-töltés arányának mérésével elemzik a molekulákat. A korábbi módszerek egyszerűbb, egylépcsős tömegspektrometriára támaszkodtak, az új a molekuláris összetételt közvetlenül az egylépcsős spektrumokból becsüli meg.
A különösen összetett mesterséges molekulák „molekuláris technoszignatúrákként” szolgálhatnak – a technológia kémiai bizonyítékaiként.
(Borítókép: Egy ufó, vagyis azonosítatlan repülő tárgy ábrázolása, 1993. Fotó: Alfred Gescheidt / Getty Images)
Napi