Используя новый сверхточный анализ, ученые из Японии и США обнаружили полный набор азотистых оснований — информационных единиц и строительных блоков ДНК и РНК — в образцах трех углеродистых метеоритов. Это еще не доказывает, что полноценные молекулы ДНК могут образовываться на таких внеземных объектах. Но открытие демонстрирует, что все необходимые генетические компоненты могли быть доставлены на раннюю Землю метеоритами, — возможно, это способствовало зарождению жизни четыре миллиарда лет назад.
Все молекулы ДНК и РНК, переносящие информацию, необходимую для нормального функционирования каждого живого существа на Земле, содержат всего пять основных информационных компонентов, называемых азотистыми основаниями. Они принадлежат к двум классам циклических органических молекул — пуринам и пиримидинам. До сих пор ученые, исследующие с 1960-х годов внеземные образцы, находили не более трех из пяти базовых оснований.
Однако новый высокоточный анализ, проведенный группой исследователей из Университета Хоккайдо (Япония) и Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA), выявил все пять базовых вариантов оснований, а также несколько их структурных изомеров. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature Communications.
Для анализа ученые собрали образцы с трех метеоритов типа углистый хондрит — Мурчисонского метеорита (близ деревни Мурчисон, Австралия) и метеоритов из озер Мюррей (США) и Тагиш (Канада). Кроме того, авторы работы проанализировали образцы почвы с места падения метеорита Мурчисон для лучшей интерпретации результатов и исключения возможного загрязнения образцов земными азотистыми основаниями при последующем анализе.
В результате удалось обнаружить недостающую и ранее неуловимую пару пиримидиновых оснований — цитозин и тимин. По словам ученых, причина, по которой в предыдущих исследованиях их не удалось выявить, вероятно, кроется в более тонкой структуре этих азотистых оснований: она могла разрушиться при извлечении образцов.
В новой же работе исследователи улучшили методику извлечения азотистых оснований из образцов метеоритов, а также использовали более чувствительные аналитические методы, которые позволили уловить меньшее количество этих молекул. В то же время анализ образцов почв с места падения метеорита Мурчисон показал, что обнаруживаемые в метеорите азотистые основания имеют именно внеземное происхождение из-за их неоднородного распределения по метеориту, а также поскольку в образцах почвы отсутствует ряд структурных изомеров этих органических молекул.
Конечно, это открытие не дает однозначного ответа на вопрос, развилась ли жизнь на нашей планете благодаря помощи из космоса или возникла исключительно в так называемом первичном пребиотическом бульоне на ранней Земле, около четырех миллиардов лет назад. Тем не менее полный набор базовых азотистых оснований, составляющих основу сегодняшней жизни, а также большого количества их изомеров, дает ученым обширный список соединений для проведения лабораторных экспериментов с целью, наконец, понять, как зародилась жизнь на планете.
Проведенный анализ также продемонстрировал пригодность нового более эффективного метода анализа образцов метеоритов, что еще больше повышает ценность миссий по возвращению образцов с астероидов Рюгу и Бенну, проводимых автоматической межпланетной станцией Хаябуса-2 Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) и космическим зондом OSIRIS-REx от NASA соответственно.