छवि क्रेडिट: यूसी बर्कले
एक ही अत्याधुनिक तकनीक, जिसने मानव जीनोम की अनुक्रमण की गति को कम कर दिया, दशक के अंत तक, हमें एक बार और बताएं कि क्या जीवन कभी मंगल ग्रह पर मौजूद था, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले, रसायनज्ञ के अनुसार।
रिचर्ड मैथिस, रसायन शास्त्र के यूसी बर्कले प्रोफेसर और पहले केशिका वैद्युतकणसंचलन सरणियों और नई ऊर्जा हस्तांतरण फ्लोरोसेंट डाई लेबल के डेवलपर - दोनों का उपयोग आज के डीएनए सीक्वेंसर में किया जाता है - एक ऐसे उपकरण पर काम कर रहा है जो जीवन के साक्ष्य के लिए मंगल की धूल की जांच करने के लिए इन तकनीकों का उपयोग करेगा। -अमदीन अमीनो एसिड, प्रोटीन के निर्माण खंड।
चिली के अटाकामा रेगिस्तान के उन स्थलों में से एक रॉक गार्डन में ग्रेजुएट छात्र एलिसन स्केले, जहां शोधकर्ताओं ने जीवन के संकेतों की तलाश के लिए मंगल को एक उपकरण भेजने की तैयारी में अमीनो एसिड के लिए मिट्टी का नमूना लिया। युंग्यु शहर के खंडहर पृष्ठभूमि में हैं। (फोटो साभार रिचर्ड मैथिस लैब / यूसी बर्कले)
नासा के लगभग 2.4 मिलियन डॉलर के दो विकास अनुदानों के साथ, वह कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी (जेपीएल) और यूसी सैन डिएगो के स्क्रिप्स इंस्टीट्यूशन ऑफ ओशनोग्राफी से टीम के सदस्यों ने नासा की छत पर उड़ान भरने के लिए मार्स ऑर्गेनिक आर्गेसर बनाने की उम्मीद की है। रोबोटिक मार्स साइंस लेबोरेटरी मिशन और / या यूरोपियन स्पेस एजेंसी के एक्सोमार्स मिशन, दोनों को 2009 में लॉन्च करने के लिए निर्धारित किया गया। एक्सोमार्स प्रस्ताव नीदरलैंड में लीडेन विश्वविद्यालय में एस्ट्रोकेमिस्ट्री के एसोसिएट प्रोफेसर, पास्केल एरेनफ्रेंड के सहयोग से है।
एमओए कार्बनिक अम्ल विश्लेषक, जिसे एमओए करार दिया गया है, न केवल एमिनो एसिड के रासायनिक हस्ताक्षर के लिए दिखता है, बल्कि जीवन-आधारित अमीनो एसिड की एक महत्वपूर्ण विशेषता के लिए परीक्षण करता है: वे सभी बाएं हाथ के हैं। अमीनो एसिड अंतरिक्ष में भौतिक प्रक्रियाओं द्वारा बनाया जा सकता है - वे अक्सर उल्कापिंडों में पाए जाते हैं - लेकिन वे समान रूप से बाएँ और दाएँ हाथ के बारे में नहीं हैं। मैथ्यूज ने कहा कि अगर मंगल ग्रह पर अमीनो एसिड दाएं हाथ के अमीनो एसिड के लिए प्राथमिकता है या इसके विपरीत, वे केवल ग्रह पर कुछ जीवन रूप से आ सकते हैं।
"हम महसूस करते हैं कि होमोकिरेलिटी को मापना - दूसरे पर एक प्रकार की दृढ़ता का प्रसार - जीवन का पूर्ण प्रमाण होगा," कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट फॉर क्वांटिटेटिव बायोमेडिकल रिसर्च (QB3) के एक यूसी बर्कले सदस्य मैथिस ने कहा। "इसलिए हमने इस प्रकार के प्रयोग पर ध्यान केंद्रित किया है। यदि हम मंगल ग्रह पर जाते हैं और अमीनो एसिड पाते हैं, लेकिन उनकी शुद्धता का माप नहीं लेते हैं, तो हम बहुत मूर्खता महसूस करेंगे। हमारा साधन यह कर सकता है। ”
MOA मंगल पर कार्बनिक अणुओं की उपस्थिति के लिए नासा के वित्त पोषण के साथ विकास के तहत विभिन्न प्रकार के उपकरणों में से एक है, जुलाई 2009 के मध्य के मिशन के लिए अंतिम प्रस्तावों के साथ। मैथियों और उनके सहयोगियों और स्क्रिप्स के जेफरी बाडा और जेपीएल के फ्रैंक ग्रुन्थरर, जो एकमात्र प्रस्ताव प्रस्तुत करने की योजना बना रहे हैं कि अमीनो एसिड सेडनेस के लिए परीक्षण ने, विश्लेषक को परीक्षण में डाल दिया और दिखाया कि यह काम करता है। उनके प्रस्ताव का विवरण अब वेब पर http://astrobiology.berkeley.edu पर है।
फरवरी में, ग्रुन्थनर और यूसी बर्कले स्नातक छात्र एलिसन स्केले ने चिली के अटाकामा रेगिस्तान की यात्रा की, यह देखने के लिए कि क्या एमिनो एसिड डिटेक्टर - जिसे मार्स ऑर्गेनिक डिटेक्टर कहा जाता है, या एमओडी - ग्रह के सबसे शुष्क क्षेत्र में एमिनो एसिड पा सकता है। एमओडी आसानी से सफल हो गया। हालांकि, क्योंकि प्रयोग का दूसरा भाग - "लैब-ऑन-ए-चिप" जो अमीनो एसिड सेडनेस के लिए परीक्षण करता है - अभी तक एमओडी से शादी नहीं हुई थी, शोधकर्ताओं ने नमूनों को वापस यूसी बर्कले के उस हिस्से के लिए लाया। परीक्षा। मॉडली के साथ लैब-ऑन-ए-चिप सिस्टम की संगतता का प्रदर्शन करते हुए स्केले ने अब इन प्रयोगों को सफलतापूर्वक समाप्त कर दिया है।
"यदि आप अटाकामा रेगिस्तान के युंग क्षेत्र में जीवन का पता नहीं लगा सकते हैं, तो आपके पास मंगल पर जाने का कोई व्यवसाय नहीं है," मथियों ने कहा, चिली में रेगिस्तानी क्षेत्र का उल्लेख करते हुए जहां चालक दल रुके थे और उनके कुछ परीक्षण किए थे।
12 साल पहले मैथ्यूज, जिन्होंने अपने तेज डीएनए सीक्वेंसरों में एमर्सहम बायोसाइंसेस द्वारा विपणन किए गए पहले केशिका सरणी इलेक्ट्रोफोरोसिस विभाजकों को विकसित किया है, को विश्वास है कि जीनोम परियोजना में उपयोग की जाने वाली तकनीक में उनके समूह के सुधार मंगल अन्वेषण परियोजनाओं में पूरी तरह से खिलेंगे।
उन्होंने कहा, "जिस तरह की माइक्रोफ्लुइड तकनीक के साथ हमने विकास किया है और हमारी क्षमता स्वस्थानी विश्लेषणकर्ताओं की सरणियों को बनाने की है जो अपेक्षाकृत सस्ते प्रयोग करते हैं, हमें मंगल पर लोगों को मूल्यवान विश्लेषण करने की आवश्यकता नहीं है," उन्होंने कहा। "अब तक, हमने दिखाया है कि यह प्रणाली एक फिंगरप्रिंट में जीवन का पता लगा सकती है, और हम क्षेत्र में एक पूर्ण विश्लेषण कर सकते हैं। हम भविष्य की संभावनाओं के बारे में वास्तव में उत्साहित हैं। ”
एक समुद्री रसायनज्ञ, बाडा, टीम में एक्सोबायोलॉजिस्ट है, लगभग एक दर्जन साल पहले अमीनो एसिड, एमाइन (अमीनो एसिड के गिरावट उत्पादों) और पॉलीसाइक्लिक सुगंधित हाइड्रोकार्बन, ब्रह्मांड में कार्बनिक यौगिकों के परीक्षण के लिए एक नया तरीका विकसित किया है। उस प्रयोग, एमओडी को मंगल ग्रह के लिए 2003 के मिशन के लिए चुना गया था, जिसे 1999 में मार्स पोलर लैंडर के दुर्घटनाग्रस्त हो जाने के बाद खत्म कर दिया गया था।
तब से, बाडा ने एक अधिक महत्वाकांक्षी उपकरण विकसित करने के लिए Mathies के साथ मिलकर काम किया है, जो अमीनो एसिड की चिरलिटी की पहचान और परीक्षण के लिए नई तकनीक के साथ एक बेहतर MOD को जोड़ती है।
अंतिम लक्ष्य मंगल पर जीवन का प्रमाण खोजना है। 1970 के दशक में वाइकिंग लैंडर्स ने मंगल पर कार्बनिक अणुओं के लिए असफल परीक्षण किया, लेकिन उनकी संवेदनशीलता इतनी कम थी कि वे मिट्टी के प्रति मिलियन बैक्टीरिया होने पर भी जीवन का पता लगाने में असफल रहे। अब जब नासा रोवर्स स्पिरिट एंड ऑपर्च्युनिटी ने यह निश्चित रूप से दिखा दिया है कि एक बार सतह पर मौजूद पानी खड़ा हो जाता है, तो इसका उद्देश्य जैविक अणुओं की खोज करना है।
BAD's MOD को मार्टियन मिट्टी के नमूनों को गर्म करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और सतह पर कम दबाव में, किसी भी कार्बनिक अणुओं को वाष्पित कर सकते हैं जो मौजूद हो सकते हैं। वाष्प तब ठंडी उंगली पर संघनित होता है, मंगल के परिवेशी रात के तापमान पर एक जाल ठंडा होता है, लगभग 100 डिग्री शून्य फ़ारेनहाइट से नीचे। ठंडी उंगली को फ़्लुओरेक्ज़िमाइन डाई ट्रेसर से लेपित किया जाता है जो केवल अमीनो एसिड से बाँधता है, ताकि कोई भी फ्लोरोसेंट संकेत इंगित करे कि अमीनो एसिड या एमाइन मौजूद हैं।
"अभी, हम एक ग्राम मिट्टी में एक ग्राम अमीनो एसिड के एक ट्रिलियन का पता लगाने में सक्षम हैं, जो वाइकिंग की तुलना में एक लाख गुना बेहतर है," बाडा ने कहा।
जोड़ा केशिका वैद्युतकणसंचलन प्रणाली ठंड उंगली से संघनित तरल पदार्थ को डुबोती है और इसे एक पंप पर एक चिप-ऑन-ए-चिप के साथ बहाती है जिसमें द्रव पिछले रसायनों को रूट किया जाता है जो अमीनो एसिड की पहचान करने में मदद करते हैं और सौम्यता या चिरायता की जांच करते हैं ।
"एमईएल एक पहला चरण पूछताछ है जहां अमीनो एसिड सहित किसी भी फ्लोरोसेंट प्रजातियों की उपस्थिति के लिए नमूना की जांच की जाती है," स्केलेली ने कहा। “फिर, केशिका वैद्युतकणसंचलन साधन दूसरे चरण का विश्लेषण करता है, जहां हम वास्तव में उन विभिन्न प्रजातियों को हल करते हैं और बता सकते हैं कि वे क्या हैं। दो उपकरणों को एक दूसरे के पूरक और निर्माण के लिए डिज़ाइन किया गया है। ”
“रिच ने इस प्रयोग को अगले आयाम में ले लिया है। हमारे पास वास्तव में एक प्रणाली है जो काम करती है, ”बाडा ने कहा। “जब मैंने चिरलिटी के लिए परीक्षणों के बारे में सोचना शुरू किया और पहली बार रिच से बात की, तो हमारे पास वैचारिक विचार थे, लेकिन वास्तव में ऐसा कुछ भी नहीं था। वह इसे उस मुकाम पर ले गए हैं, जहां हमारे पास एक ईमानदार-टू-गॉड पोर्टेबल इंस्ट्रूमेंट है। ”
अमीनो एसिड, प्रोटीन के निर्माण खंड, दो दर्पण-छवि रूपों में मौजूद हो सकते हैं, बाएं हाथ के लिए नामित एल (लेवो) और दाएं हाथ के लिए डी (डेक्स्रो)। पृथ्वी पर सभी प्रोटीन एल प्रकार के अमीनो एसिड से बने होते हैं, जिससे उनमें से एक श्रृंखला एक कॉम्पैक्ट प्रोटीन में अच्छी तरह से बदल जाती है।
जैसा कि मैथिस इसका वर्णन करता है, चिरता के लिए परीक्षण इस तथ्य का लाभ उठाता है कि बाएं हाथ के अमीनो एसिड बाएं हाथ के रासायनिक "मिट्ट" और दाहिने हाथ के अमीनो एसिड में अधिक सुंघाकर एक दाहिने हाथ की मिट्टी में फिट हो जाते हैं। यदि बाएं और दाहिने हाथ के दोनों अमीनो एसिड एक पतली केशिका ट्यूब की यात्रा करते हैं, जो बाएं हाथ के माइट के साथ पंक्तिबद्ध होती है, तो बाएं हाथ वाले अधिक धीरे-धीरे यात्रा करेंगे, क्योंकि वे रास्ते में मिट्टियों में फिसल जाते हैं। उन्होंने कहा कि यह एक बाएं हाथ के राजनेता की तरह काम कर रहा है। वह भीड़ में अधिक धीरे-धीरे अधिक बाएं हाथ के लोगों को स्थानांतरित करेगा, क्योंकि वे एकमात्र ऐसे लोग हैं, जिनसे वह हाथ मिलाएगा। इस मामले में, बाएं हाथ का माइट साइक्लोडेक्सट्रिन नामक एक रसायन है।
अलग-अलग अमीनो एसिड - मनुष्यों द्वारा उपयोग किए जाने वाले 20 अलग-अलग प्रकार हैं - अलग-अलग दरों पर ट्यूब भी नीचे की ओर यात्रा करते हैं, जो उन लोगों की आंशिक पहचान की अनुमति देता है।
"एमिनो एसिड का एमओडी द्वारा पता लगाए जाने के बाद, लेबल वाले एमिनो एसिड समाधान को माइक्रोफ्लुइडिक्स में पंप किया जाता है और चार्ज द्वारा अलग किया जाता है," मैथिस ने कहा। “अमीनो एसिड की गतिशीलता हमें आवेश और आकार के बारे में कुछ बताती है और, जब साइक्लोडेक्सट्रिन मौजूद होते हैं, तो क्या हमारे पास एक रेसमिक मिश्रण होता है, जो कि बाएँ और दाएँ हाथ के अमीनो एसिड की एक समान मात्रा होती है। यदि हम करते हैं, तो अमीनो एसिड गैर-जैविक हो सकता है। लेकिन अगर हम एक चिरल को देखते हैं, तो हम जानते हैं कि अमीनो एसिड मूल में जैविक होना चाहिए। ”
स्केले द्वारा डिज़ाइन और निर्मित की गई अत्याधुनिक चिप में फोटोलिथोग्राफ़िक तकनीक और एक माइक्रोफ़्लुइडिक पंपिंग सिस्टम द्वारा निर्मित चैनल होते हैं, जो चार-इंच डिस्क में चार-इंच डिस्क में डूबे हुए परतों के साथ ड्रिंक चैनलों द्वारा जुड़े होते हैं। छोटे microfabricated वाल्व और पंप एक लचीला बहुलक (PDMS या polydimethylsiloxane) झिल्ली के साथ दो ग्लास परतों से निर्मित होते हैं, एक दबाव या वैक्यूम स्रोत का उपयोग करके ऊपर और नीचे चले जाते हैं। यूसी बर्कले भौतिक रसायनज्ञ जेम्स शायर, जिन्होंने केशिका वैद्युतकणसंचलन साधन डिजाइन किया था, ने एक संवेदनशील प्रतिदीप्ति डिटेक्टर विकसित किया जो चिप पर पैटर्न को जल्दी से पढ़ता है।
टीम के वर्तमान नासा अनुदानों में से एक अगली पीढ़ी की माइक्रोफैब्रिकेटेड ऑर्गेनिक लैबोरेटरी या एमओएल के विकास के लिए है, जो मंगल, बृहस्पति के चंद्रमा यूरोपा या शायद एक धूमकेतु के लिए उड़ान भरने और कार्बनिक के अधिक पूर्ण सेट की तलाश में और भी विस्तृत रासायनिक परीक्षण करने के लिए है। अणु, न्यूक्लिक एसिड सहित, डीएनए की संरचनात्मक इकाइयाँ। अब के लिए, हालांकि, लक्ष्य एक ऐसा उपकरण है जो 2009 तक तैयार है जो मंगल के 2003 रोवर्स पर मौजूद वर्तमान प्रयोगों से परे जाकर राइनो एसिड की तलाश करेगा।
"आपको याद रखना होगा, अभी तक हमने मंगल पर किसी भी कार्बनिक पदार्थ का पता नहीं लगाया है, इसलिए यह एक जबरदस्त कदम होगा", बाडा ने कहा। "जीवन के लिए शिकार में, दो आवश्यकताएं हैं: पानी और कार्बनिक यौगिक। हाल के निष्कर्षों से मार्स रोवर्स को पता चलता है कि पानी मौजूद है, शेष अज्ञात कार्बनिक यौगिक हैं। इसलिए हम इस पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं।
"मार्स ऑर्गेनिक एनालाइज़र एक बहुत ही शक्तिशाली प्रयोग है, और हमारी बहुत आशा है कि न केवल अमीनो एसिड, बल्कि अमीनो एसिड मिलें जो यह देखते हैं कि वे किसी प्रकार की जीवित इकाई से आ सकते हैं।"
मूल स्रोत: बर्कले न्यूज़ रिलीज़
