Dodano: 24 marca 2023r.

Naukowcy odkryli składnik RNA w próbkach z asteroidy Ryugu

Analiza próbek zebranych z asteroidy Ryugu przez sondę Hayabusa2 wykazała obecność uracylu, który jest składnikiem nukleotydów RNA. W próbkach znaleziono również cząsteczki witaminy B3. Odkrycia te stanowią kolejny dowód na to, że ważne elementy budulcowe życia mogły zostać dostarczone na Ziemię przez meteoryty.

Naukowcy odkryli składnik RNA w próbkach z asteroidy Ryugu

 

Wczesna Ziemia była bardzo nieprzyjaznym miejscem, czasami wystarczająco gorącym, by rozerwać na strzępy molekuły niezbędne do powstania życia. Rodzi to oczywiste pytanie, skąd wzięły się elementy budulcowe życia, gdy planeta się ochłodziła? Oczywistą odpowiedzią są asteroidy i komety.

Panspermia

Koncepcja, według której życie, czy bardziej jego elementy budulcowe istnieją w kosmosie i są rozprowadzane pomiędzy planetami, gwiazdami, a nawet galaktykami przez asteroidy, komety, meteoroidy i planetoidy nazywa się panspermią. Jednak sama koncepcja nie wyjaśnia powstania życia. Mówi ona o możliwości jego roznoszenia po planetach czy galaktykach przez różnorakie obiekty w przestrzeni kosmicznej.

Początków tej koncepcji można doszukać się u greckiego filozofa Anaksagorasa, ale jej rozkwit z wieloma wariantami przypada na wiek XIX oraz XX. Hipoteza ta zyskała na popularności, gdy niektóre zasady azotowe, pomagające w tworzeniu DNA i RNA, zostały znalezione w meteorytach. Te chemikalia są elementami budulcowymi życia.

Badania pyłu dostarczonego na naszą planetę przez należącą do Japońskiej Agencji Kosmicznej (JAXA) sondę Hayabusa2 dodaje kolejne dowody na to, że cegiełki życia mogły przynajmniej częściowo zostać dostarczone na Ziemię przez bombardowanie asteroidami na początku historii Ziemi. Zresztą już wcześniej donoszono o podobnych znaleziskach. W ubiegłym roku podczas analiz trzech meteorytów, które przed laty uderzyły w Ziemię, naukowcy znaleźli zasady azotowe nukleotydów, z których uformowało się DNA i RNA (więcej na ten temat w tekście: Kluczowe elementy życia na Ziemi znalezione w meteorytach). Teraz szczegółowa analiza wykazała, że na asteroidzie Ryugu obecny jest uracyl, jedna z pirymidynowych zasad azotowych, z której zbudowane jest RNA - cząsteczka zawierające instrukcje budowy i działania żywych organizmów. W próbkach znaleziono także niacynę, zwaną też kwasem nikotynowym, czyli witaminę B3, która odgrywa ważną rolę w metabolizmie żywych istot.

Wyniki i opis badań ukazała się na łamach pisma „Nature Communications” (DOI: 10.1038/s41467-023-36904-3).

Uracyl i witamina B3 na Ryugu

Za odkryciami stoi międzynarodowy zespół naukowców kierowany przez profesora Yasuhiro Oba z Uniwersytetu Hokkaido. Wyniki analiz sugerują, że elementy budulcowe życia, przynajmniej takiego, jakie znamy, mogą tworzyć się w przestrzeni kosmicznej i za pomocą kosmicznych skał dostać się na Ziemię.

- Naukowcy już wcześniej znajdowali zasady nukleinowe i witaminy w niektórych meteorytach bogatych w węgiel, ale zawsze istniała kwestia zanieczyszczenia przez ekspozycję na środowisko Ziemi – wyjaśnił Oba. - Ponieważ sonda Hayabusa2 zebrała dwie próbki bezpośrednio z asteroidy Ryugu i dostarczyła je na Ziemię w zapieczętowanych kapsułach, zanieczyszczenie można wykluczyć - dodał.

Naukowcy wyekstrahowali wspomniane cząsteczki poprzez zanurzenie próbek z Ryugu w gorącej wodzie. Następnie skorzystali z technik chromatografii cieczy połączonej ze spektrometrią mas o wysokiej rozdzielczości. To ujawniło obecność uracylu i kwasu nikotynowego, a także innych związków organicznych zawierających azot.

Inne związki organiczne na planetoidzie

- Znaleźliśmy uracyl w próbkach w niewielkich ilościach, w zakresie od 6 do 32 części na miliard (ppb), podczas gdy witaminy B3 było więcej, w zakresie od 49 do 99 ppb – wyjaśnił Oba. - W próbce znaleziono również inne cząsteczki biologiczne, w tym aminokwasy, aminy i kwasy karboksylowe, które występują w białkach i procesach metabolicznych - dodał.

Zespół postawił hipotezę, że różnica stężeń w dwóch próbkach pobranych z różnych miejsc na planetoidzie Ryugu jest prawdopodobnie spowodowana ekspozycją na ekstremalne środowiska w przestrzeni kosmicznej. Postawili również drugą hipotezę mówiącą o tym, że związki zawierające azot przynajmniej częściowo powstały z prostszych cząsteczek, takich jak amoniak, formaldehyd i cyjanowodór. Chociaż nie wykryto ich w próbkach pobranych z Ryugu, wiadomo, że są obecne w lodzie komet, a Ryugu mógł powstać jako kometa lub jako inne ciało był obecny w środowiskach o niskiej temperaturze.

- Odkrycie uracylu w próbkach z Ryugu wzmacnia obecne teorie dotyczące źródła zasad nukleinowych na wczesnej Ziemi – podsumowuje Oba. - Misja OSIRIS-REx NASA dostarczy w tym roku próbki z asteroidy Bennu. Badania porównawcze składu tych asteroid dostarczą dalszych danych, które uzupełnią te teorie – dodał.

Wykryte związki są podobne, ale nie identyczne, do związków odkrytych wcześniej w meteorytach bogatych w węgiel, które spadły na Ziemię. Sugeruje to, że biomolekuły mogą być dość powszechne w meteorytach węglowych.

 

Źródło: Hokkaido University, fot. Yasuhiro Oba et al, Nature Communications