När NASA kommer närmare att lansera nya uppdrag till solsystemets yttre månar på jakt efter liv, forskare förnyar sitt fokus på att utveckla en uppsättning universella egenskaper hos livet som kan mätas.

Det finns mycket debatt om vad som kan anses vara ett tydligt livstecken, till viss del, eftersom det finns så många definitioner som skiljer det animerade från det livlösa. NASA:s framtida uppdrag till lovande platser i Europa, Enceladus och Titan har sina individuella metoder för att upptäcka liv, men en respekterad röst i fältet säger att det finns ett bättre sätt som är mycket mindre benäget för falska positiva.

Den uppmärksammade kemisten och astrobiologen Steven Benner säger att livets signatur inte nödvändigtvis finns i närvaro av särskilda element och föreningar, inte heller dess effekter på den omgivande miljön, och är verkligen inte något synligt för blotta ögat (eller ens en sofistikerad kamera).

Snarare, livet kan ses som en struktur, en molekylär ryggrad som Benner och hans grupp, Foundation for Applied Molecular Evolution (FfAME), har identifierats som det gemensamma arvet av allt levande. Dess centrala funktion är att möjliggöra vad forskare från livets ursprung i allmänhet ser som en väsentlig dynamik i livets början och dess ökade komplexitet och spridning:Darwin-evolution via överföring av information, mutation och överföring av dessa mutationer.

"Det vi letar efter är en universell molekylär biosignatur, och det finns i vatten, säger Benner.

"Du vill ha en genetisk molekyl som kan förändra fysiska förhållanden utan att ändra fysiska egenskaper - som DNA och RNA kan göra."

Letar efter DNA eller RNA på en isig måne, eller någon annanstans skulle förutsätta liv som vårt eget - och liv som redan har utvecklats ganska mycket. Ett mer allmänt tillvägagångssätt är att hitta en linjär polymer (en stor molekyl, eller makromolekyl, består av många upprepade underenheter, varav DNA och RNA är typer) med en elektrisk laddning. Den där, han sa, är en struktur som är universell för livet, och det kan upptäckas.

Som beskrivs i en nyligen publicerad tidning som Benners grupp publicerade i tidningen Astrobiologi :"de enda molekylära systemen som kan stödja darwinistisk information är linjära polymerer som har en upprepad ryggradsladdning. Dessa kallas" polyelektrolyter. " Dessa data tyder på att polyelektrolyter kommer att vara de genetiska molekylerna i allt liv, oavsett dess ursprung och oavsett vilken riktning eller tempo dess naturhistoria har, så länge den lever i vatten. "

Genom år av experiment, Benner och andra har funnit att elektriska laddningar i dessa viktiga polymerer, eller "ryggrad, "av livet måste upprepas. Om de är en blandning av positiva och negativa laddningar, då går möjligheten att vidarebefordra ändrad information utan att själva strukturen förändras förlorad.

Och som resultat, Benner säger, upptäcka dessa laddade, linjära och upprepande stora molekyler är potentiellt fullt möjliga på Europa eller Enceladus eller var som helst vatten finns. Allt du behöver göra är att utsätta de laddade och upprepande molekylstrukturerna för ett instrument med motsatt laddning och mäta reaktionen.

James Green, chef för NASA:s planetvetenskapliga avdelning, ser värderingar i detta tillvägagångssätt.

"Benners polyelektrolytstudie är fascinerande för mig eftersom det ger våra forskare en annan kritisk diskussionspunkt om att hitta liv med ett litet antal experiment, " han säger.

"Att hitta liv är mycket högt att passera; det måste metaboliseras, reproducera, och utvecklas - allt detta kan jag inte utveckla ett experiment att mäta på en annan planet eller måne. Om den inte pratar eller rör sig framför kameran sitter vi kvar med att utveckla en mycket utmanande uppsättning instrument som bara kan mäta attribut. Så polyelektrolyter är en till att överväga. "

Benner har beskrivit sin universella molekylära biosignatur för ledare för grupperna som tävlar om New Frontiers uppdrag, som fyller luckan mellan mindre Discovery -uppdrag och stora flaggskeppsplanetiska uppdrag.

Det har tagit ett tag men på grund av hans ansträngningar under flera år, han konstaterar att intresset tycks växa för att införliva hans resultat. Särskilt, Chris McKay en framstående astrobiolog vid NASA:s Ames Research Center och medlem i ett av New Frontiers Enceladus förslagsteam, säger att han tycker att det finns meriter i Benners idé.

"Den riktigt intressanta aspekten av detta förslag är att ny teknik nu finns tillgänglig för sekvensering av DNA som kan generaliseras för att läsa vilken linjär molekyl som helst, "McKay skriver i ett mejl.

Med andra ord, de kan detektera eventuella polyelektrolyter.

Andra team är övertygade om att deras egna typer av livdetekteringsinstrument kan göra jobbet. Morgan Cable, biträdande projektforskare för Enceladus Life Finder -förslaget, hon säger att hennes team har stort förtroende för sitt fyrkantiga tillvägagångssätt. Paketet innehåller instrument som masspektrometrar som kan detektera stora molekyler associerade med liv; mätningar av energigradienter som gör att livet kan näras; upptäckt av isotopiska signaturer associerade med liv; och identifiering av långa kolkedjor som fungerar som membran för att rymma komponenterna i en cell.

"Inte en utan alla fyra indikatorerna måste peka på livet för att göra en potentiell upptäckt, "Säger kabeln.

NASA tappar ner 12 förslag i slutet av året, så, Benners idéer kan också spela en roll senare i processen.

NASAs mål är att välja sitt nästa New Frontiers -uppdrag om cirka två år, med lansering i mitten av 2020-talet.

Europa Clipper -orbiteruppdraget är preliminärt planerat att starta 2022, men dess följeslagare har tillfälligt skrubbats av Trump -administrationen.

Ändå, NASA ringde ut förra månaden efter instrument som en dag kan prova Europas is. Benner hoppas än en gång att hans teori om polyelektrolyter som nyckeln till att identifiera liv i vatten eller is kommer att övervägas och omfamnas.

Denna berättelse publiceras på nytt med tillstånd av NASA:s Astrobiology Magazine. Utforska jorden och mer på www.astrobio.net.