tre meteoriti Gli scienziati hanno recentemente scoperto i mattoni molecolari del DNA e del suo cugino RNA. Un sottoinsieme di questi elementi costitutivi è stato scoperto in precedenza nei meteoriti, ma il resto del gruppo sembrava misteriosamente assente dalle rocce spaziali, fino ad ora.
La nuova scoperta supporta l’idea che una raffica di meteoriti potrebbe aver fornito gli ingredienti molecolari necessari per iniziare la prima vita sulla Terra, circa quattro miliardi di anni fa.
Tuttavia, non tutti sono convinti che tutto ciò che è stato scoperto sia recente DNA Gli ingredienti sono di origine extraterrestre; Invece, alcuni potrebbero essere finiti in meteoriti dopo che le rocce sono cadute sulla Terra, ha affermato Michael Callahan, un chimico analitico, astrobiologo e professore associato alla Boise State University, che non è stato coinvolto nello studio. “Sono necessari ulteriori studi” per escludere questa possibilità, ha detto Callahan a WordsSideKick.com in una e-mail.
Ha aggiunto che supponendo che tutti i composti abbiano effettivamente avuto origine nello spazio, un sottoinsieme dei loro elementi costitutivi – una classe di composti noti come pirimidine – è apparso in “concentrazioni estremamente basse” nei meteoriti. Questa scoperta indica che le prime molecole genetiche al mondo sono apparse non a causa dell’afflusso di componenti del DNA dallo spazio, ma come risultato di processi geochimici che si sono verificati presto sulla Terra, ha detto.
ha detto Jim Cleaves, geochimico e presidente della Società internazionale per lo studio dell’origine della vita che non è stato coinvolto nello studio. Questa domanda è ancora oggetto di indagine.
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Gli elementi costitutivi di base della vita nelle rocce spaziali
componenti del DNA e RNA È stato trovato in meteoriti prima, Live Science precedentemente segnalato. In particolare, è stato scoperto che queste rocce spaziali contengono nucleobasi, i composti contenenti azoto che fungono da “lettere” nel codice genetico per DNA e RNA. Le basi nucleari sono disponibili in cinque gusti di base: adenina (A), timina (T), guanina (G), citosina (C) e uracile (U), ma in precedenza solo A, G e U erano identificate nei meteoriti.
Ora, in uno studio pubblicato martedì (26 aprile) sulla rivista Comunicazioni sulla naturaGli scienziati hanno riferito di aver trovato tutte e cinque le basi nucleari all’interno carbonio– I tuoi meteoriti sono ricchi. Ciò includeva tracce di tutte e tre le pirimidine: citosina, uracile e timina. “In particolare, la scoperta della citosina è sorprendente”, ha affermato Yasuhiro Oba, professore associato presso l’Istituto di scienze delle basse temperature dell’Università di Hokkaido in Giappone e primo autore dello studio, perché la citosina è relativamente instabile e può reagire con l’acqua. .
Sebbene timina e citosina non siano state trovate prima nei meteoriti, studi di laboratorio hanno suggerito che queste basi nucleari potrebbero essere in agguato, non rilevate, nelle rocce spaziali che si sono scontrate con la Terra.
Ad esempio, in laboratorio, gli scienziati hanno ricreato le condizioni chimiche dello spazio interstellare – lo spazio tra le stelle – dove massicce nubi di gas e polvere misurano circa 10 Kelvin (meno 441,67 gradi Fahrenheit, o meno 263,15 gradi Celsius) e l’origine asteroidi Si possono trovare meteoriti. Attraverso questi esperimenti, i ricercatori hanno sintetizzato timina, citosina e altre basi azotate primarie, indicando che tutti questi composti potrebbero essere teoricamente rilevati nei meteoriti, osservano gli autori dello studio nel loro rapporto.
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Quindi il team è andato alla ricerca di queste basi nucleari in tre meteoriti conosciuti. “Le pietre Murchison, Murray e Tagish Lake appartengono a una classe di meteoriti chiamate condriti carboniose, che sono note per contenere molti composti organici”, ha detto Callahan.
Ad esempio, nei tre meteoriti sono stati identificati idrocarburi e gli elementi costitutivi delle proteine (aminoacidi), ha detto Oba. inoltre, nel lavoro precedenteOba e colleghi hanno scoperto una molecola sfuggente chiamata esametilentetramina (HMT), che si pensa sia un importante precursore delle molecole organiche nelle rocce spaziali. Secondo la NASA.
Nel loro ultimo studio, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata cromatografia liquida ad alte prestazioni, che prevede l’uso di acqua pressurizzata per separare i campioni di meteorite nelle loro parti componenti. In questo modo, il team ha estratto le basi nucleari da ciascun campione e poi ha analizzato le basi utilizzando la spettrometria di massa, una tecnica che ha rivelato la composizione chimica del materiale nei minimi dettagli. Questo metodo “ci ha permesso di rilevare basi nucleari a concentrazioni molto basse, fino a parti per trilione”, ha detto Oba a WordsSideKick.com.
L’analisi ha rivelato che tutti i meteoriti trasportavano adenina e guanina. I campioni di Murchison contenevano anche uracile, mentre altri meteoriti trasportavano almeno un isomero di uracile, ovvero un composto con lo stesso numero e tipi di atomi di uracile ma in una diversa disposizione spaziale. Inoltre, i campioni di Murchison e Tagish Lake trasportavano timina e il meteorite Murray conteneva isomeri di timina. Tutti i meteoriti contenevano citosina, insieme a diversi isomeri del composto.
ancora incertezza
Per verificare che le basi nucleari fossero di origine extraterrestre e non il risultato di contaminazione terrestre, il team ha ripetuto le procedure sperimentali senza alcun materiale meteoritico nelle camere di prova. Nessuna base nucleare è stata rilevata durante questi cosiddetti test a vuoto.
Il team ha anche avuto accesso a campioni di suolo dal sito in cui il meteorite Murchison è caduto per la prima volta sulla Terra. Oba ha affermato di aver rilevato alcune basi nucleari nel suolo, ma che “la loro distribuzione e concentrazione sono chiaramente diverse da quelle dei meteoriti”. Inoltre, alcuni isomeri specifici sono comparsi solo nei meteoriti e non nel campione di suolo; Questi “singoli isomeri” si vedono raramente sulla Terra, quindi è improbabile che siano inquinanti dalla superficie del pianeta, ha detto Cleaves.
Confrontando la diversità delle basi nucleari trovate nel meteorite con quelle nel suolo, il team ha concluso che i composti nella roccia spaziale si sono formati nello spazio, ha detto Oba. Per questo motivo, ipotizzano che le basi nucleari “abbiano contribuito all’emergere delle caratteristiche genetiche della vita più antica sulla Terra”, hanno scritto gli autori.
Tuttavia, su questi punti, ha detto Callahan, c’è ancora qualche incertezza.
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Il campione di suolo analizzato dai ricercatori contiene concentrazioni più elevate di citosina, uracile e timina rispetto a quelle trovate nel meteorite Murchison, ha detto Callahan, “quindi è difficile dire quanto extraterrestre rispetto alla Terra ci sia nel meteorite”. Inoltre, il team non ha identificato un processo chimico specifico che produrrebbe C, U, T e i loro vari isomeri; Tale analisi avrebbe sostenuto l’idea che tutti i composti si siano formati nello spazio interstellare.
Un altro modo per determinare se le basi nucleari scendono effettivamente dallo spazio è esaminare le forme di carbonio e azoto che contengono, ha detto Cleaves a WordsSideKick.com. Questi elementi sono disponibili in diversi gusti, chiamati isotopi, che hanno lo stesso numero di protoni ma diverso numero di neutroni. Il materiale terrestre contiene proporzioni diverse di isotopi di carbonio e isotopi di azoto rispetto a quelli nello spazio, ha detto Callahan, quindi tali analisi possono aiutare a distinguere le basi nucleari terrestri da quelle extraterrestri. Sfortunatamente, esperimenti come questo richiedono una discreta quantità di materiale meteoritico per essere eseguiti, quindi può essere difficile da eseguire, ha detto Cleaves.
In ogni caso, anche se gli elementi C, T e U scoperti erano extraterrestri, la loro trascurabile presenza nei meteoriti mette in dubbio la teoria che la prima vita sulla Terra sia stata coltivata con componenti del DNA dallo spazio, ha detto Callahan. “Se questi risultati sono rappresentativi delle concentrazioni tipiche di pirimidina nei meteoriti, è probabile che la prima sintesi geochimica della Terra fosse responsabile dell’emergere di materiale genetico, piuttosto che dell’input dalla conduzione extraterrestre”, ha affermato.
In futuro, Uba e i suoi colleghi hanno in programma di cercare basi nucleari nel materiale raccolto direttamente dagli asteroidi, piuttosto che nei meteoriti sulla Terra, ha detto Uba a WordsSideKick.com; Questo può ridurre il problema degli inquinanti terrestri. Ad esempio, la navicella spaziale giapponese Hayabusa2 ha recentemente portato l’asteroide Ryugu sulla Terra, Live Science precedentemente segnalatoLa sonda OSIRIS-REx della NASA dovrebbe toccare campioni dell’asteroide vicino alla Terra Bennu nel 2023, Secondo Space.com.
Originariamente pubblicato su Live Science.
