''Kayıp'' Miller-Urey Deneyi Daha Fazla Hayat Molekülü Oluşturdu!

Anlaşılan o ki, Miller-Urey Deneyi inorganik moleküllere elektrik uygulandığında amino asit oluşumunu kanıtlayan klasik bir deneyden ibaret değilmiş. 1953 Miller-Urey Sentezi’nin basılmamış iki kardeş çalışması daha varmış. Bu deneylerin ürünlerini içeren deney tüpleri 2008 yılında bulundu ve günümüz teknolojisi kullanılarak yeniden analiz edildi. Sonuçlar, Science dergisinde yayınlandı.

Amerikalı kimyager Stanley Miller’ın (Chicago Üniversitesi’ndeki Nobel Ödüllü Harold Urey’in danışmanlığı altında yaptığı) yayımlanmamış deneylerinden biri, aslında Miller’ı ünlü yapan deneydekinden daha geniş çeşitlilikte organik molekül oluşturdu. İki deney arasında çok az fark vardır; yayımlanmamış deney, sadece uca doğru incelen bir “aspiratör” kullanarak dar, hava sızdırmaz bir cam araçtan geçen hava akımını artırdı. Şimdiki raporun yazarlarına göre, artan hava akımı daha dinamik bir reaksiyon kabı veya “çok buharlı volkanik” koşullar oluşturdu. Science’da yayınlanan raporun baş yazarı Adam Johnson şunları söyledi:

Stanley Miller’ın daha az önem verdiği düzenek, en heyecanlandırıcı sonuçları verdi. Bugün sahip olduğumuz analitik araçlara onun sahip olmaması, buna yol açmış olabilir. Bu nedenle birçok şeyi kaçırmış olabilir.

Johnson, Indiana Üniversitesi Bloomington’da Biyokimya Programı doktora öğrencisidir. Danışmanı, jeolojik bilimler profesörü ve NASA’nın Indiana-Princeton-Tennessee Astrobiyoloji Enstitüsü’nde direktör olan biyojeokimyacı Lisa Pratt’tir.

Science dergisinde yayınlanan 15 Mayıs 1953 tarihli “Olası İlkel Dünya Koşullarında Amino Asit Üretimi” makalesinde, Miller sadece beş amino asit tespit etti: aspartik asit, glisin, alfa-amino-bütirik asit ve iki çeşit alanin. Aspartik asit, glisin ve alanin doğal proteinlerin genel bileşenlerindendir. Miller, oluşturduğu organik molekülleri tespit etmek için bir blotlama tekniği (günümüz standartlarıyla ilkel laboratuvar koşulları) kullandı. 1955’te Journal of American Chemical Society’de yayımlanan makalede, Miller karboksilik asit ve hidroksiasit gibi başka bileşikleri de tespit etti. Fakat çok düşük seviyelerde bulunan diğerlerini tespit edemedi.

Johnson, Scripps Denizbilim Enstitüsü’nde deniz kimyageri Jeffrey Bada (şu andaki Science dergisindeki makalenin baş araştırmacısı), Meksika Ulusal Otonom Üniversitesi’nde biyolog Antonio Lazcano, Washington Carnegie Enstitüsü’nde kimyager James Cleaves ve NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde astrobiyolog Jason Dvorkin ve Daniel Glavin 1950’lerin ilk yıllarında yapılan Miller deneyinden kalan deney tüplerini incelediler. Yayınlanmış asıl deneyin tüpleri Stanley Miller’ın fark ettiğinden daha fazla organik molekül içeriyordu: 14 amino asit ve 5 amin. Buna karşın, bilim insanlarının yayınlanmamış aspiratör deneyinden buldukları 11 deney tüpü, asıl deneyle karşılaştırılabilir oranlarda 22 amino asit ve aynı 5 amini üretmişti. Bada şunları söyledi:

Miller’ın orijinal deneyinden öğrenmemiz gereken daha çok şey olduğuna inanıyorduk. Herkesin ders kitaplarından bildiği tasarımla kıyaslandığında volkanik düzeneğin daha çok çeşitte bileşikler ürettiğini bulduk.

Bulunan bu diğer amino asitlerin çoğu, kendilerine bağlı hidroksil gruplar içeriyor, bu da onların daha reaktif olduğunu ve daha çok zaman verilirse büyük olasılıkla tamamen yeni moleküller oluşturabileceği anlamına geliyor.

Deneyin yeniden inceleme sonuçları memnuniyet verici, ancak aynı zamanda kafa karıştırıcıdır.

İkinci deneyin moleküler çeşitliliğini sağlayan nedir? Ve Miller neden ikinci deneyin sonuçlarını yayınlamadı? Johnson şöyle açıkladı:

İlk sorunun cevabı büyük olasılıkla artan hava akımı oranının kendisidir. Hava akımı oranını artırarak yeni oluşan molekülleri kıvılcımdan uzaklaştırmak çok önemli görünüyor. Muhtemelen, ilave reaksiyonlar yeni sentezlenen molekülleri ilgilenmeyeceğimiz bir şeylere dönüştürmeden önce buhar tazyiki onları kıvılcım şeklindeki boşalımdan iterek çıkarıyor. Bir başka fikir de, reaksiyonda sadece daha fazla suyun bulunmasının daha çok çeşitlilikte reaksiyonların oluşmasını sağlamasıdır.

İkinci sorunun cevabı spekülasyona açıktır; hâlâ birçok bilim insanının kahraman olarak gördüğü Miller 2007 yılında zayıf kalbine yenildi. Johnson ve Bada, Miller’ın ikinci deneyin sonuçlarını etkileyici bulmadığını, onun yerine Science editörlerine daha basit bir deneyin sonuçlarını rapor olarak göndermeyi tercih ettiğini düşünüyorlar.

Miller’ın üçüncü, yine yayınlanmamış, deneyinde aspiratörlü bir düzenek kullanıldı, fakat “sessiz” (başarısız) bir boşalım yapıyordu. Bu üçüncü araç daha az çeşitlilikte organik molekül üretmiş gibi görünüyor.

İlkel gezegen jeokimyası ve yaşamın kökenleri hakkında yapılan araştırmalar Dünya’yla sınırlı değildir. İnsanlar Güneş Sistemi’ni keşfederken geçmiş veya günümüzdeki dünya-dışı yaşamların araştırılması da kaçınılmazdır. En son spekülasyon, kutup bölgelerinde su buzu bulunduğu artık bilinen Mars üzerine odaklanmıştır, ikisi de su buzuyla kaplı olan diğer adaylar Jüpiter’in uydusu Europa ve Satürn’ün uydusu Enceladus’tur. Bu araştırmaları destekleyen NASA Astrobiyoloji Enstitüsü, Miller-Urey Sentezi’nin yeniden incelenmesiyle yakından ilgilenmektedir. Merkezi Kaliforniya - Mountain View’daki NASA Ames Araştırma Merkezi’nde bulunan NASA Astrobiyoloji Enstitüsü’nün direktörü Carl Pilcher şunu belirtti:

Bu araştırma, Dünya’da yaşamın nasıl başlamış olabileceğini daha iyi anlamamızı sağlayan heyecan verici bir sonuç oluşturmasının yanı sıra astrobiyolojinin deneysel temellerine bir bağlantıdır.