Peneliti Jepang Mengembangkan Metode Listrik Baru Membantu Pencarian Jejak Kehidupan Ekstraterestrial

Peneliti Jepang telah mengembangkan sebuah metode listrik yang mampu membedakan bentuk cermin asam amino per molekul, sebuah langkah menuju instrumen kompak masa depan yang diharapkan dapat membantu mencari jejak kehidupan di luar Bumi. Penelitian ini berasal dari Osaka University, menggabungkan celah nano antara elektroda emas dengan teknologi kecerdasan buatan.

Asam amino adalah komponen dasar protein, memiliki dua bentuk cermin yang masing-masing disebut bentuk L dan bentuk D. Organisme hidup hampir secara eksklusif menggunakan asam amino bentuk L, sedangkan gula mereka berbentuk D. Proses kimia dan fisika non-biologis justru menghasilkan kedua bentuk asam amino dalam jumlah yang sama, menjadikan rasio L/D sebagai penanda kehidupan potensial. Para peneliti menekankan bahwa ini hanyalah satu petunjuk, dan harus dipertimbangkan bersama bukti lain. Mereka menegaskan, laporan awal mengenai kelebihan asam amino bentuk L di meteorit biasanya dianggap sebagai kontaminasi dari Bumi, dan misi pengambilan sampel meteorit oleh National Aeronautics and Space Administration (NASA) dan Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) tidak menemukan kelebihan yang signifikan.

Ciri Teknis Metode Baru

Metode tradisional menganalisis molekul dalam jumlah besar, sedangkan metode baru ini justru menghitung satu per satu. Saat sebuah molekul melewati celah berlebar sekitar setengah nanometer antara dua kawat nano emas, akan timbul arus tunneling. Setiap bentuk asam amino akan menghasilkan bentuk gelombang arus yang berbeda, yang kemudian diklasifikasikan oleh pembelajaran mesin. Metode ini tidak memerlukan pengukuran optik atau reagensia kimia, para peneliti menyatakan bahwa deteksi listrik mampu menyederhanakan desain instrumen dan mengurangi sensitivitas terhadap getaran. Penulis utama Takayoshi Oshiro menyatakan: "Dengan menggabungkan teknologi tunneling celah nano kami dengan kecerdasan buatan, kami mampu membedakan asam amino bentuk L dan D dengan akurasi melebihi 80%.

Ini adalah pertama kalinya kiralitas asam amino dibedakan pada tingkat molekul tunggal, yang merupakan kemajuan fundamental dalam penginderaan kimia."

Hasil Eksperimen dan Aplikasi

Dalam pengujian meteorit dan gurun, uji buta terhadap 39 bentuk mencakup versi L dan D dari 19 asam amino kiral, ditambah glisin yang tidak memiliki cerminan, akurasi identifikasi melebihi 50%, jauh di atas peluang acak. Akurasi kuantitatif untuk komposisi kiralitas campuran empat asam amino berbeda melebihi 66%. Karena sampel yang diminati biasanya mengandung banyak molekul, tim menganalisis ekstrak tanah dari meteorit Murchison dan dua lokasi di Gurun Atacama, Chile. Penulis senior Masaki Taniguchi menyatakan: "Metode kami setara dengan metode tradisional, karena keduanya sama-sama mampu menangkap ciri utama komposisi asam amino."

Makalah ini mendeskripsikan sebuah metode terfokus, bukan analisis menyeluruh, fokus pada 11 bentuk terpilih dari enam asam amino. Dalam sampel gurun, asam glutamat tidak teridentifikasi dengan andal. Berbeda dengan hasil perbandingan dengan kromatografi cairan-tandem massa spektrometri, rasio asam aspartat di sampel Murchison cocok dengan baik, namun rasio alanin dan valin justru berbeda.

Para penulis menyatakan, aplikasi aktual pada misi antariksa akan memerlukan lebih banyak verifikasi, termasuk pengujian dengan kontrol kontaminasi dan perangkat lunak yang dilatih untuk kontaminan umum. Dalam pengujian kalibrasi, sensor mendeteksi triptofan pada konsentrasi 0.03 nanomolar, di bawah target pengukuran deteksi kehidupan sekitar 1 nanomolar, meskipun mereka memperingatkan angka ini tidak mencerminkan performa dalam sampel kompleks. Chip ini tahan terhadap suhu di atas 572 derajat Fahrenheit (300 derajat Celsius), sehingga dapat dipasang di pesawat antariksa tanpa pendingin. Penelitian ini diterbitkan pada 5 Oktober di Nature Communications.

Potensi Teknologi Baru dalam Pencarian Kehidupan Ekstraterestrial

Pengembangan teknologi baru ini memberikan arah segar bagi pencarian kehidupan ekstraterestrial. Melalui analisis kiralitas asam amino per molekul, peneliti mampu mengidentifikasi penanda kehidupan potensial dengan lebih presisi. Karena distribusi bentuk cermin asam amino dalam organisme memiliki spesifisitas, teknologi ini berpotensi menjadi alat kunci eksplorasi antariksa masa depan. Namun, aplikasi aktual tetap harus mengatasi tantangan seperti kontaminasi dan kompleksitas sampel, dan verifikasi lebih lanjut akan menjadi langkah penting untuk memajukan penelitian ini.