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为探索金星云层中生命存在的可能性，研究人员开展了肽核酸（PNA）在浓硫酸中稳定性和反应性的研究。结果表明，PNA 六聚体在室温下 98%（w/w）浓硫酸中降解率低，但高温下会快速解聚。该研究为探寻适合浓硫酸环境的遗传聚合物奠定基础。
在浩瀚宇宙的探索中，金星一直是人类关注的焦点。近年来，科学家们对金星云层中存在生命的可能性产生了浓厚兴趣，这一猜测引发了一系列关于浓硫酸中有机化学的研究。生命的存在依赖于复杂的遗传聚合物来执行生物学功能，然而在浓硫酸这种极端环境下，寻找稳定的遗传聚合物成为了探索生命可能性的关键一步。此前，虽然已发现一些简单有机分子在浓硫酸中具有一定稳定性，但复杂聚合物的稳定性研究仍处于空白。为了解开这个谜团，国外研究人员针对肽核酸（PNA）展开了深入研究，相关成果发表在《SCIENCE ADVANCES》上。
研究人员主要运用了液相色谱 - 质谱联用（LC-MS）和核磁共振光谱（NMR）技术。通过 LC-MS 测量 PNA 在不同时间和温度下的降解情况，NMR 则用于分析其结构变化，从而全面探究 PNA 在浓硫酸中的稳定性和反应性。
PNA 六聚体在室温下 98%（w/w）浓硫酸中具有持久性
研究人员使用 LC-MS 和 NMR 研究了由腺嘌呤（A6）、鸟嘌呤（G6）、胞嘧啶（C6）和胸腺嘧啶（T6）组成的 PNA 六聚体以及 PNA 单体（mA、mG、mC 和 mT）的稳定性。结果显示，在室温下，所有 PNA 六聚体在 98%（w/w）浓硫酸中至少 14 天内仅发生有限降解。LC-MS 分析表明，大多数情况下，14 天孵育后 PNA 六聚体降解有限；NMR 光谱也显示，1 个月孵育后光谱变化很小，进一步证实了其稳定性。不过，实验中也观察到 PNA 降解程度存在序列无关的变化，可能是由于样品中的有机杂质所致。同时，研究还发现核酸碱基环在浓硫酸中保持稳定，且 PNA 六聚体的脂肪族区域结构完整，存在多种稳定的旋转异构体。
PNA 六聚体和单体在高温下的浓硫酸中发生解聚
与室温下的稳定性不同，PNA 六聚体在高温下会快速解聚。LC-MS 稳定性分析表明，50°C 时嘧啶六聚体（C6 和 T6）比嘌呤六聚体（A6 和 G6）更易解聚；80°C 时，所有六聚体在 24 小时孵育后完全降解。对 PNA 单体的 NMR 实验显示，它们在室温下稳定，但高温下会解聚，解聚产物为核酸碱基的乙酸衍生物和 N-(2 - 氨基乙基) 甘氨酰胺，不过胞嘧啶 PNA 单体在 100°C 时会发生额外反应。
研究结论表明，PNA 六聚体在室温浓硫酸中稳定性出乎意料地高，这为探索浓硫酸作为支持生命所需复杂化学的溶剂提供了重要依据，也暗示了金星云层环境存在生命的可能性。PNA 的羰基主链结构和功能适合作为浓硫酸中遗传聚合物的基础，其在浓硫酸中质子化后带永久正电荷，符合聚电解质基因理论的结构要求。然而，PNA 在高于 50°C 时不稳定，且基于地球生命的核酸碱基在浓硫酸中质子化后可能影响氢键和双螺旋结构，真正适用于浓硫酸的遗传聚合物可能需要不同的碱基。此外，该研究仅关注了 PNA 单链的化学稳定性，未涉及遗传功能，且潜在遗传聚合物还需抵抗与其他化合物的非特异性反应，并在不同酸浓度下保持稳定，这些都为未来研究指明了方向。总的来说，这项研究不仅推进了对浓硫酸中有机化学的理解，也为天体生物学开辟了新的研究路径，让人们对宇宙中生命存在形式的多样性有了更多期待。
