De wolken van Venus bestaan voor bijna honderd procent uit zwavelzuur, niet bepaald een prettige leefomgeving. Tot voor kort werd dan ook aangenomen dat het milieu er te agressief is voor complexe biologische moleculen. Maar nieuw Amerikaans onderzoek laat iets verrassends zien.
Korte peptiden blijken in dit hels zure milieu niet alleen te overleven, ze vouwen zich ook nog eens netjes in specifieke vormen. Een ontdekking die de zoektocht naar buitenaards leven op scherp zet.
Een schuilplaats hoog in de wolken
Bij de zoektocht naar sporen van leven elders in het zonnestelsel kijken wetenschappers vooral naar planeten met een vloeibaar oppervlak zoals dat van de Aarde. Maar er duiken steeds meer aanwijzingen op over een heel ander soort omgeving waar de bouwstenen van leven zich zouden kunnen schuilhouden: de extreem zure wolkenlaag van Venus, die voor zo’n 98 procent uit zwavelzuur bestaat. “Peptiden die in deze zwavelzuurwolken terechtkomen, blijven daar stabiel bewaard”, legt scheikundige en hoofdonderzoeker Mei Hong van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) uit. “En zodra zo’n macromolecuul een vaste driedimensionale vorm heeft, kan het in potentie ook een functie vervullen.”
“Deze resultaten zouden wetenschappers moeten aansporen om ook planeten mee te nemen die totaal niet op de Aarde lijken”, zegt planeetwetenschapper Sara Seager van MIT. “Wat gebeurt er als blijkt dat veel exoplaneten niet op een tweede Aarde lijken, maar juist op Venus? Dat zet de deur open naar een scala aan nieuwe mogelijkheden.
Overleven zonder water
Meteorieten met peptidebouwstenen duiken regelmatig de wolken van Venus in, waar mildere temperaturen heersen dan op het gloeiend hete oppervlak. De vraag was alleen of die bouwstenen het bijtende zwavelzuur zouden overleven. Eerder onderzoek van Seagers’ lab toonde al aan dat nucleïnezuren, lipiden en aminozuren intact blijven in bijna zuiver zwavelzuur. Nu is gekeken of ook peptiden – de korte ketens van aminozuren – overeind blijven en of ze zich kunnen vouwen tot functionele vormen.
Verrassend genoeg bleven de peptiden wekenlang stabiel. De verklaring is dat er bij 98 procent zwavelzuur nauwelijks water aanwezig is. Daarom kan de reactie die peptidebindingen normaal afbreekt niet plaatsvinden. “Zonder water blijkt een zuur dat je normaal als agressief zou beschouwen, ineens veel minder gevaarlijk dan gedacht”, aldus Hong.
Leestip: Venus was nooit echt ‘dood’ en nu hebben we het bewijs
Omega-lus
Daarna bestudeerde het team de structuur van de peptiden. De synthetische peptide HHQ vormt in water platte bèta-sheets die uitgroeien tot lange fibrillen. In geconcentreerd zwavelzuur nam het molecuul echter een compleet andere vorm aan: een lus in de vorm van de Griekse hoofdletter omega (Ω), zoals die ook af en toe voorkomt in natuurlijke eiwitten. Twee andere onderzochte peptiden vormden dezelfde omega-lussen. Deze zwavelzuurmoleculen fungeren daarbij als een soort steiger die de lus op zijn plek houdt. We weten nu dus dat peptiden goed overleven in Venus’ zwavelzuurwolken en ook nog eens specifieke driedimensionale vormen aannemen in een zure omgeving.
Van vorm naar functie
Of deze omega-lussen in een zwavelzuuromgeving daadwerkelijk een biologische functie kunnen vervullen, is nog onbekend. Toch is het al een belangrijke stap: leven heeft immers eiwitten met een specifieke vorm nodig om een doelwit te herkennen en hun functie uit te voeren. Seager, die de Morning Star Missions naar Venus leidt, noemt het een enorme mijlpaal dat peptiden niet alleen stabiel blijken, maar zich ook nog eens vouwen, iets waarvan men eerder dacht dat het onmogelijk was.
Het team wil nu verder onderzoek doen naar peptide-nucleïnezuur (PNA), een kunstmatig DNA-achtig molecuul. Ze hopen ook langere peptiden te analyseren om te zien of die eveneens omega-lussen of andere vormen aannemen in geconcentreerd zwavelzuur.
Wil je niets van Scientias missen? Voeg Scientias toe als voorkeursbron op Google dan zie je al onze verhalen!
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
