விண்வெளியில் உயிரின் அறிகுறிகளை அடையாளம் காண ஒசாகா மின் நுட்பம் உதவக்கூடும்

உயிரைத் தேடுவதில் கருவிச் சிக்கல்

பூமியைத் தவிர வேறு எங்காவது உயிரியல் உள்ளது என்பதற்கான அறிகுறிகளைத் தேடி வானுயிரியல் ஆய்வாளர்கள் பல தசாப்தங்களாக சூரிய குடும்பத்தையும் பரந்த பிரபஞ்சத்தையும் ஆராய்ந்து வருகின்றனர். தடை என்பது லட்சியமல்ல, கருவியியல். ஒரு உயிரியல் குறியீட்டு கண்டறிவி மிக நுட்பமானதாக இருக்க வேண்டும், ஏனெனில் அது தேடும் தடயங்கள் ஒரு மாதிரியில் சில மூலக்கூறுகள் மட்டுமே இருக்கலாம். மேலும் அது ஒரு விண்கலப் பயணத்தில் தப்பிப்பிழைக்கும் அளவுக்கு சிறியதாகவும் உறுதியானதாகவும் இருக்க வேண்டும். இந்த இரண்டு தேவைகளையும் ஒரே நேரத்தில் பூர்த்தி செய்யும் ஒன்றை உருவாக்குவது, ஆய்வாளர்கள் விவரிப்பதுபோல், இந்த உலகத்திற்கு அப்பாற்பட்ட ஒரு பொறியியல் சவாலாக இருந்து வருகிறது. ஒசாகா பல்கலைக்கழகத்தின் ஒரு குழு இப்போது முன்னேற்றத்திற்கு வழி வழங்கக்கூடிய ஒரு மின் நுட்பத்தை விவரிக்கிறது. இந்தக் கண்டுபிடிப்புகள் Nature Communications இதழில் வெளியிடப்படவுள்ளன.

உயிரியலின் கையொப்பமாக கண்ணாடி-பிம்ப மூலக்கூறுகள்

இந்த ஆய்வின் பின்னணியில் உள்ள பெரும்பாலான காரணங்கள் அமினோ அமிலங்களை அடிப்படையாகக் கொண்டவை. இவை புரதங்கள் கட்டமைக்கப்படும் மூலக்கூறு கட்டுமானத் தொகுதிகள். பல அமினோ அமிலங்கள் ஒன்றையொன்று பிரதிபலிக்கும் இரண்டு வடிவங்களில் உள்ளன: வேதியியல் சூத்திரத்தில் ஒத்தவை, ஆனால் கைத்தன்மையில் அல்லது கைராலிட்டியில் எதிரானவை. உயிரினங்களும் உயிரற்ற வேதியியலும் இந்த இரண்டு வடிவங்களையும் மிகவும் வேறுபட்ட முறையில் கையாளுகின்றன. உயிரினங்கள் தங்கள் அமினோ அமிலங்களை கிட்டத்தட்ட முழுவதுமாக L-வடிவத்தில் உருவாக்குகின்றன, அதே நேரத்தில் அவற்றின் சர்க்கரைகள் பெரும்பாலும் D-வடிவத்தில் தோன்றுகின்றன. மாறாக, உயிரற்ற வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் செயல்முறைகள் அத்தகைய விருப்பத்தைக் காட்டுவதில்லை, பொதுவாக இரண்டு வடிவங்களையும் சம அளவில் உருவாக்குகின்றன. எனவே அந்த சமச்சீரற்ற தன்மை — L- மற்றும் D-வடிவங்களின் விகிதம் — ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய உயிரியல் குறியீடாகும், இது அமினோ அமிலங்களை வானுயிரியலுக்கு இயற்கையான கவனமாக மாற்றுகிறது. வேறொரு உலகத்திலிருந்து வந்த ஒரு மாதிரி வலுவான கைத்தன்மை சார்புடன் திரும்பினால், அது உயிரியல் செயல்பட்டிருந்ததற்கான அர்த்தமுள்ள குறிப்பாக இருக்கும்.

மொத்த அளவீடு ஏன் போதவில்லை

வழக்கமான கருவிகள் ஒரே நேரத்தில் பெரிய மூலக்கூறு குழுக்களை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம் கைராலிட்டியைத் தீர்மானிக்கின்றன. அந்த மொத்த அணுகுமுறை நன்கு பொருத்தப்பட்ட ஆய்வகத்தில் நன்றாக வேலை செய்கிறது, ஆனால் இலக்கு ஒரு பயணத்திற்குத் தயாரான கருவியாக இருக்கும்போது நடைமுறைச் சிக்கல்களைக் கொண்டுவருகிறது. ஒரு மின் கண்டறிதல் திட்டம் இந்தப் பிரச்சினைகள் பலவற்றை ஒரே நேரத்தில் தவிர்க்கக்கூடும் என்று பரிந்துரைக்கப்பட்டுள்ளது: அத்தகைய முறை செயல்படுத்த எளிமையானதாகவும், அதிர்வுகளால் குறைவாக பாதிக்கப்படுவதாகவும், மொத்த நுட்பங்களுக்குத் தேவையான வேதியியல் வினைப்பொருட்கள் இல்லாததாகவும் இருக்கும். ஒரு கருவி ஆய்வக மேசையிலிருந்து வெகு தொலைவில் இயங்க வேண்டியிருக்கும்போது முக்கியமானவை துல்லியமாக அந்தப் பண்புகளே.

நானோகேப்பில் எண்ணப்படும் தனி மூலக்கூறுகள்

நானோதொழில்நுட்பத்தின் முன்னேற்றங்கள் ஒசாகா குழுவை மொத்த மக்கள்தொகைகளுக்குப் பதிலாக உயிரியல் ஆர்வமுள்ள தனித்தனி மூலக்கூறுகளை மின்னியல் முறையில் கண்டறிய அனுமதிக்கின்றன. இந்த அமைப்பு மூலக்கூறுகளை இரண்டு தங்க நானோகம்பிகளுக்கு இடையிலான இடைவெளி வழியாகச் செலுத்துகிறது. ஒரு மூலக்கூறு அந்த இடைவெளியைக் கடக்கும்போது, அது ஒரு மின் சுரங்கப்பாதை மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகிறது, மேலும் அந்த மின்னோட்டத்தின் அலைவடிவம் எந்த வடிவ அமினோ அமிலம் கடந்து செல்கிறது என்பதைப் பொறுத்து வேறுபடுகிறது. அந்த மின் கைரேகைகள் வேறுபடுத்தக்கூடியவை என்பதால், ஒவ்வொரு வடிவத்தின் எத்தனை மூலக்கூறுகள் இடைவெளியைக் கடக்கின்றன என்பதை ஆய்வாளர்கள் எண்ண முடியும் — ஒரு கூட்டத்தின் மீதான சராசரி அளவீட்டிற்குப் பதிலாக நேரடியான, மூலக்கூறு-வாரியான அளவீடு. இந்தக் குழு நானோகேப் சுரங்கப்பாதை நுட்பத்தை செயற்கை நுண்ணறிவுடன் இணைத்தது, இது இரண்டு வடிவங்களையும் வேறுபடுத்த அவர்களுக்கு உதவியதாக அவர்கள் தெரிவிக்கின்றனர்.

செவ்வாய்க் கோளின் பிரதிநிதியிலிருந்து மாதிரிகள்

இந்த ஆய்வில் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்ட மாதிரிகள் சிலியில் அன்டோஃபகாஸ்டாவுக்கு வடக்கே உள்ள அட்டகாமா பாலைவனத்தின் மிக வறண்ட மையத்தில் சேகரிக்கப்பட்டன. அந்தப் பகுதி ஒரு செவ்வாய்-ஒப்புமை சூழலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது: அதன் தீவிர வறட்சியும் அரிதான உயிரியலும் அதை செவ்வாய்க் கோளில் காணப்படும் கடினமான மேற்பரப்புகளுக்கு மிக நெருக்கமான பூமிக்குரிய ஒப்புமைகளில் ஒன்றாக மாற்றுகின்றன. அத்தகைய சூழலில் இருந்து பெறப்பட்ட பொருட்களில் ஒரு உயிர்-கண்டறிதல் நுட்பத்தைச் சோதிப்பது, ஒரு கோள் பயணம் சந்திக்கக்கூடிய நிலைமைகளை ஒத்த சூழ்நிலைகளில் அந்த முறை எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை மதிப்பிடுவதற்கான ஒரு வழியாகும். இந்த ஆய்வுடன் இணைந்த அட்டகாமா படம் Christopher E. Carr-க்கு வழங்கப்படுகிறது.

ஒரு சிறிய மின் கண்டறிவி எதை மாற்றும்

இந்த அணுகுமுறையின் கவர்ச்சி, அது ஒரு செயல்படும் கருவியாக முதிர்ச்சியடைந்தால் எதைச் சாத்தியமாக்கக்கூடும் என்பதில் உள்ளது. விவரிக்கப்பட்ட நன்மைகளில்:

• பெரிய தொகுப்புகளுக்குப் பதிலாக தனித்தனி மூலக்கூறுகள் எண்ணப்படுகின்றன, இது சாத்தியமான உயிரியல் குறியீடாக செயல்படும் L/D விகிதத்தின் மீது நேரடியான வாசிப்பைத் தருகிறது.
• அளவீடு மின்னியல் ரீதியானது, சில நிறுவப்பட்ட முறைகள் சார்ந்திருக்கும் வேதியியல் வினைப்பொருட்களைத் தவிர்க்கிறது.
• மின் வாசிப்புகள் மொத்த நுட்பங்களை விட அதிர்வுகளுக்கு குறைவாக உணர்திறன் கொண்டவையாக விவரிக்கப்படுகின்றன, இது ஒரு தரையிறங்கி அல்லது ரோவரில் இயங்கும் வன்பொருளுக்கு பயனுள்ள பண்பாகும்.
• இந்த அணுகுமுறை நானோ அளவிலான உற்பத்தியை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இதில் தங்க நானோகம்பி சந்திப்புகள் சிறிய சிப்புகளில் உற்பத்தி செய்யப்படலாம்.

அந்தப் பண்புகள் ஒவ்வொன்றும் ஒரே தடையைப் பேசுகின்றன: ஒரு ஆய்வக-தர பகுப்பாய்வு முறையை பறக்கக்கூடிய ஒன்றாகச் சுருக்குவதில் உள்ள சிரமம். ஒரு வினைப்பொருள் பாட்டிலுக்கும் ஒரு ஒளியியல் பெஞ்சுக்கும் பதிலாக ஒரு நானோகேப் வழியாக மின்னோட்டத்தை நம்பியிருக்கும் ஒரு நுட்பம், கொள்கையளவில் சிறிதாக்குவது எளிது.

ஒரு வளர்ந்து வரும் கருவி, முடிக்கப்பட்ட பயணம் அல்ல

ஒசாகா முடிவு உயிரின் கண்டுபிடிப்பு அல்ல, மாறாக முறை உருவாக்கத்தில் ஒரு படி. அதன் முக்கியத்துவம் என்னவென்றால், அமினோ அமிலங்களின் இரண்டு கைரல் வடிவங்களையும் தனி-மூலக்கூறு தெளிவுத்திறனில் மின்னியல் முறையில் வேறுபடுத்துவதற்கான ஒரு வழியை இது நிரூபிக்கிறது, மேலும் இந்த அணுகுமுறையை செவ்வாய்க் கோளைப் பின்பற்றும் வகையில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ஒரு சூழலிலிருந்து பெறப்பட்ட மாதிரிகளுக்கு எதிராகச் சோதிக்க முடியும். இந்த நுட்பம் இறுதியில் எதிர்கால பேலோடின் ஒரு பகுதியாக மாறுமா என்பது, ஆய்வகத்திற்கு வெளியே நம்பகமாக இயங்க முடியும் என்பதையும், ஒரு பயணம் உண்மையில் பகுப்பாய்வு செய்யக்கூடிய மாதிரிகளின் வகைகளையும் காட்டும் மேலதிக பணிகளைப் பொறுத்தது. இருப்பினும், வானுயிரியல் ஆய்வாளர்கள் எங்கு பார்க்க வேண்டும், எதைத் தேட வேண்டும் என்பதைத் தொடர்ந்து எடைபோடும்போது, சிறியதும், உறுதியானதும், வினைப்பொருள் தேவையில்லாததுமான ஒரு கருவி, உயிரியல் குறியீடுகளைத் தேடுவதில் அங்கீகரிக்கப்பட்ட ஒரு இடைவெளியை நிவர்த்தி செய்கிறது — நமது சூரிய குடும்பத்திற்குள்ளும் அதற்கு அப்பாலும்.

இந்தக் கட்டுரை Phys.org-இன் செய்தி அறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.