Астероид раскрыл 5 ключевых генетических компонентов жизни на Земле

Фото из открытых источников

Новый анализ образцов, собранных с астероида Рюгу, позволил идентифицировать все пять канонических нуклеобаз, составляющих РНК и ДНК. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Это не первый случай, когда все пять нуклеобаз были выделены из материала астероида – астероид Бенну также соответствовал этому критерию. Но именно это делает новое открытие еще более захватывающим: теперь у нас есть два из двух полных наборов нуклеобаз на углеродистых астероидах.

Это открытие позволяет предположить, что ингредиенты для жизни, возможно, вовсе не являются редкостью в Солнечной системе.

«Обнаружение разнообразных нуклеооснований в материалах астероидов и метеоритов демонстрирует их широкое распространение по всей Солнечной системе, — пишет группа исследователей во главе с биогеохимиком Тошики Кога из Японского агентства морских и земных наук и технологий, — и подтверждает гипотезу о том, что углеродистые астероиды внесли свой вклад в пребиотический химический состав ранней Земли».

Вся жизнь на Земле основана на двух основных молекулах, хранящих и передающих генетическую информацию: дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК) и рибонуклеиновой кислоте (РНК). В свою очередь, они состоят из пяти основных молекулярных строительных блоков: аденина, цитозина, гуанина, тимина и урацила.

Понимание обилия этих компонентов на ранней Земле и их возможного происхождения имеет решающее значение для понимания того, как вообще зародилась жизнь.

Астероиды, такие как Рюгу и Бенну, возможно, сыграли важную роль в поставке этих компонентов. Известно, что богатые углеродом астероиды содержат широкий спектр органических молекул, образовавшихся на ранних этапах истории Солнечной системы.

В последние годы две смелые миссии доставили образцы, собранные прямо с поверхности астероидов, в нетерпеливые руки ученых в перчатках: миссия JAXA на астероид Рюгу , Hayabusa2, и миссия NASA на астероид Бенну, OSIRIS-REx.

Об открытии всех пяти нуклеооснований на Бенну было объявлено еще в январе 2025 года. Однако на тот момент Рюгу обнаружил только одно из них: урацил.

Теперь новое исследование завершило этот цикл. Кога и его коллеги проанализировали два отдельных образца материала Рюгу и идентифицировали все пять нуклеооснований в обоих.

Астероиды — не единственные космические камни, в которых ученые обнаружили нуклеобазы. В частности, два богатых углеродом метеорита — камни, упавшие на Землю из космоса, — также соответствуют этому описанию: Мерчисон и Оргейл.

Чтобы получить более точное представление о содержании и распределении нуклеооснований в Солнечной системе, исследователи сравнили их состав на планете Рюгу с составом на Бенну, Мерчисоне и Оргейле, выявив некоторые интересные различия.

Пять нуклеооснований делятся на две группы: пурины, к которым относятся аденин и гуанин; и пиримидины, к которым относятся цитозин, тимин и урацил.

В Рюгу содержалось примерно одинаковое количество пуринов и пиримидинов. В Бенну и Оргейле было больше пиримидинов, а в Мерчисоне — больше пуринов.

Исследователи обнаружили, что эти различия связаны с уровнем аммиака в образцах, что позволяет предположить, что химическая среда внутри родительских тел астероидов может влиять на то, какие нуклеобазы образуются.

Открытие тимина также весьма интригует. Компоненты ДНК и РНК немного различаются. ДНК состоит из аденина, цитозина, гуанина и тимина — отсюда и известная аббревиатура ACGT. РНК состоит из аденина, цитозина, гуанина и урацила.

Одна из теорий происхождения жизни — так называемая гипотеза «РНК-мира», которая предполагает, что РНК возникла первой. Тимин — это химически модифицированная форма урацила, а урацил, как правило, считается более легко образующимся в пребиотической химии, что заставляет ученых предполагать, что урацил был более доступен для химических процессов на ранней Земле, которые привели к возникновению жизни.

Предыдущее открытие только урацила на Рюгу хорошо вписывалось в эту гипотезу. Новое открытие тимина предполагает, что химический состав астероидов может производить оба нуклеооснования, а не отбирать исключительно одно из них.

Результаты показывают, что синтез нуклеооснований может быть распространен на богатых углеродом телах Солнечной системы, которые, возможно, доставили на Землю полный набор необходимых компонентов в результате бомбардировки на ранних этапах истории планеты.

«Универсальное обнаружение всех пяти канонических нуклеобаз в образцах с углеродистых астероидов Рюгу и Бенну подчеркивает потенциальный вклад этих экзогенных молекул в органический состав, который поддерживал пребиотическую молекулярную эволюцию и в конечном итоге позволил появиться РНК и ДНК на ранней Земле», — пишут исследователи.