Благодаря новому высокоточному методу анализа, исследователи из Японии и США выявили полный спектр азотистых оснований — информационных единиц и строительных блоков ДНК и РНК — в образцах трех углеродистых метеоритов. Хотя это открытие пока не подтверждает возможность формирования полноценных молекул ДНК на подобных внеземных телах, оно свидетельствует о том, что все необходимые генетические компоненты могли быть доставлены на раннюю Землю посредством метеоритов, что, возможно, сыграло роль в зарождении жизни четыре миллиарда лет назад.
Все молекулы ДНК и РНК, которые несут информацию, необходимую для нормального функционирования каждого живого организма на Земле, состоят всего из пяти основных информационных элементов, известных как азотистыми основаниями. Эти соединения относятся к двум классам циклических органических молекул: пуринам и пиримидинам. Исследователи, изучающие внеземные образцы с 1960-х годов, до настоящего времени обнаруживали не более трех из пяти основных азотистых оснований.
Новое высокоточное исследование, выполненное группой ученых из Университета Хоккайдо (Япония) и Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA), позволило обнаружить все пять основных типов оснований, а также ряд их структурных изомеров. Результаты исследования представлены в статье опубликована в журнале Nature Communications.
Ученые отобрали образцы с трех углистых хондритов: Мурчисонского метеорита (найденного недалеко от деревни Мурчисон, Австралия), метеоритов из озера Мюррей (США) и метеорита Тагиш (Канада) для проведения анализа. Для более точной интерпретации результатов и исключения возможного загрязнения образцов земными азотистыми основаниями при последующем анализе, авторы также проанализировали почвенные образцы с места падения Мурчисонского метеорита.
Удалось установить наличие цитозина и тимина — пиримидиновых оснований, которые ранее были трудно обнаруживаемыми. Ученые полагают, что предыдущие исследования не позволили выявить эти азотистые основания из-за их сложной структуры, которая могла быть повреждена в процессе извлечения образцов.
Усовершенствованная методика извлечения азотистых оснований из метеоритов и применение более чувствительных аналитических методов позволили исследователям обнаружить даже незначительное их количество. Анализ образцов почвы с места падения метеорита Мурчисон подтвердил внеземное происхождение обнаруженных азотистых оснований, поскольку их распределение в метеорите неоднородно, а в почвенных образцах отсутствуют некоторые структурные изомеры этих органических молекул.
Хотя это открытие не дает окончательного решения вопроса о том, возникла ли жизнь на Земле благодаря внеземной помощи или исключительно в результате первичного пребиотического бульона около четырех миллиардов лет назад, оно предоставляет ценные данные. Обнаружение полного набора базовых азотистых оснований, являющихся основой современной жизни, и значительного их количества изомеров, дает ученым обширный перечень соединений для проведения лабораторных исследований и, возможно, прояснения механизма зарождения жизни на планете.
Анализ также показал, что новый, более эффективный метод анализа образцов метеоритов является целесообразным, что подчеркивает важность миссий по доставке образцов с астероидов Рюгу и Бенну. Эти миссии осуществляются автоматической межпланетной станцией «Хаябуса-2» Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) и космическим зондом OSIRIS-REx от NASA.