科學家在小行星貝努(Bennu)中發現了DNA的組成部分
美國國家航空暨太空總署的OSIRIS-REx任務帶回了121.6克的小行星貝努(Bennu),揭示了富含氮的有機物,包括DNA的基本鹼基。 科學家發現貝努的化學成分與龍宮等隕石的化學成分有差異,這表明不同的宇宙條件塑造了它們的分子組成。

小行星可能在地球的過去扮演了重要角色,為生命提供了關鍵成分。 美國國家航空暨太空總署(NASA)的OSIRIS-REx任務最近從貝努帶回了一份創紀錄的樣本,揭示了富含氮的有機分子,包括全部五種DNA鹼基。 資料來源:美國國家航空暨太空總署
小行星是太陽系內部的小型岩石天體,可能在向早期地球運送水和生命必需的化學成分方面發揮了關鍵作用。 雖然落到地球上的隕石來自小行星,但它們暴露在大氣層中並受到生物污染,因此很難對其進行研究。 分析小行星材料的最佳方法是從太空直接收集原始樣本。 迄今為止,只有兩個國家成功地做到了這一點: 日本的Hayabusa和Hayabusa2(隼鳥號系列)任務,以及美國的OSIRIS-REx。

小行星貝努的馬賽克影像,由OSIRIS-REx 太空船在24 公里範圍內採集的12 張PolyCam 影像組成。 圖片來源:NASA/Goddard/亞利桑那大學
在2023年9月,美國國家航空暨太空總署的OSIRIS-REx任務從小行星貝努送回了121.6克物質,這是迄今為止帶到地球上的最大小行星樣本。 現在,由美國太空總署戈達德太空飛行中心的Daniel Glavin 博士和Jason Dworkin 博士領導的國際研究小組有了突破性的發現:貝努樣本中含有氨和富含氮的有機化合物。
他們的發現發表在今天(1月29日)的《自然-天文學》(Nature Astronomy)上,為小行星可能幫助開啟地球生命的理論增添了砝碼。 值得注意的是,研究小組中的日本研究人員在小行星樣本中檢測到了全部五種含氮鹼基–形成DNA和RNA所需的關鍵分子–這一發現加強了生命的組成要素可能起源於太空的觀點。
美國國家航空暨太空總署的貝努樣本是在氮氣環境下處理的,以防止受到地球大氣的污染。 九州大學利用高分辨率質譜儀對17.75 毫克樣本進行了處理和分析,以檢測N-雜環–具有含碳和氮的環狀結構的有機分子。

美國太空總署的OSIRIS-REx 太空船在採集樣本後離開小行星貝努表面。 圖片來源:NASA 戈達德太空飛行中心/CI Lab/SVS
該分析由一個研究小組進行,該小組成員是OSIRIS-REx樣本分析小組的一部分,包括北海道大學的Yasuhiro Oba副教授、JAMSTEC和慶應義塾大學的首席研究員Yoshinori Takano、JAMSTEC的Toshiki Koga博士、九州大學的Hiroshi Naraoka教授和東北大學的Yoshihiro Furukawa副教授。
分析結果表明,N-雜環的濃度約為5 nmol/g,比小行星”龍宮”報告的濃度高5-10 倍。 除了建構DNA和RNA所需的五種含氮鹼基–腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶之外,研究人員還發現了黃嘌呤、次黃嘌呤和菸酸(維生素B3 )。
” 在先前的研究中,我們在龍宮小行星的樣本中檢測到了尿嘧啶和菸鹼酸,但沒有檢測到其他四種核鹼基。 貝努”和”龍宮”的N-雜環在豐度和複雜性上的差異可能反映了這些小行星在太空中所處環境的不同,”Koga解釋。

OREX-800044-101,由OSIRIS-REx 樣本分析小組的日本成員分析的樣本。 圖片來源:Yasuhiro Oba
先前,研究團隊還在相同的條件下處理和分析了默奇森(Murchison)和奧蓋爾(Orgueil)的隕石樣本,以便進行比較。 研究團隊觀察到,貝努隕石樣本中嘌呤(腺嘌呤和鳥嘌呤)與嘧啶(胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶)的比例遠低於默奇森隕石和奧爾蓋隕石。
奧巴說:”這種觀察到的差異可能有多種原因。它們可能是由於母體或形成途徑的不同,或者貝努小行星暴露在寒冷的分子雲環境中,在這種環境中更容易形成嘧啶。
Naraoka總結道:”我們的研究結果為論文所有作者描繪的更大畫面做出了貢獻,表明必須進一步研究貝努樣本中的核鹼基化學。這項研究的另一項重要成果是,透過將隕石與貝努樣本進行比較,為重新分析全球各地收藏的其他隕石提供了參考。

描繪在OSIRIS-REx 樣本中發現的所有化合物的海報。資料來源:美國國家航空暨太空總署
編譯自/ ScitechDaily