В образцах астероида Рюгу обнаружен полный набор оснований ДНК и РНК

Японские исследователи обнаружили полный набор азотистых оснований, являющихся фундаментальными компонентами ДНК и РНК, в образцах грунта, доставленных на Землю с астероида Рюгу. В ходе анализа материалов, собранных миссией Hayabusa2 Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), были идентифицированы все пять ключевых азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил. Эти молекулы служат основой для нуклеиновых кислот, которые отвечают за хранение и передачу генетической информации во всех известных формах жизни на нашей планете. Результаты этого масштабного исследования были опубликованы в авторитетном научном журнале Nature Astronomy. Ученые подчеркивают, что эти органические соединения присутствуют в материале астероида в пропорциях, схожих друг с другом.

Особую ценность открытию придает тот факт, что образцы с Рюгу были получены непосредственно в космическом пространстве и доставлены на Землю в герметичных капсулах в строго контролируемых условиях, что свело к минимуму риск их загрязнения земными биологическими материалами. Это дает исследователям уникальную возможность изучать органические соединения, сформировавшиеся во внеземной среде, без влияния биологических процессов, характерных для Земли. Предыдущие анализы метеоритов и астероидного вещества уже выявляли наличие некоторых азотистых оснований, например урацила, однако новая работа значительно расширяет эти представления, демонстрируя присутствие всего набора канонических оснований в одном небесном теле.

Азотистые основания подразделяются на два основных класса: пурины, к которым относятся аденин и гуанин, и пиримидины, включающие цитозин, тимин и урацил. Обнаружение всех пяти типов в материале астероида Рюгу является весомым аргументом в пользу того, что фундаментальные строительные блоки жизни могут формироваться в результате абиотических, то есть не связанных с жизнедеятельностью, химических процессов, происходящих в космосе. Это открытие укрепляет гипотезу о том, что сложные органические молекулы были широко распространены в ранней Солнечной системе и могли быть доставлены на молодую Землю посредством падения астероидов и метеоритов, предоставив необходимый химический «инвентарь» для последующего зарождения жизни.

В рамках нового исследования ученые провели анализ двух различных образцов, взятых с Рюгу, и в обоих случаях подтвердилось наличие всех пяти азотистых оснований. Полученные данные были сопоставлены с результатами изучения хорошо известных метеоритов, таких как Мерчисон и Оргей, а также с первыми анализами образцов с астероида Бенну, доставленных миссией NASA OSIRIS-REx в 2023 году. Сравнение выявило определенные различия в относительном содержании этих молекул. В образцах Рюгу пурины и пиримидины присутствуют в сопоставимых количествах. В метеорите Мерчисон, напротив, наблюдается повышенное содержание пуринов, тогда как образцы Бенну и метеорита Оргей обогащены пиримидинами. Эти вариации, по мнению исследователей, указывают на то, что, хотя базовые химические процессы могли быть сходными, разные небесные тела прошли через уникальные пути эволюции под влиянием локальных условий.

Авторы работы связывают обнаруженные различия в соотношении пуринов и пиримидинов с физико-химическими особенностями родительских тел астероидов, в частности с наличием таких соединений, как аммиак. В проанализированных образцах была выявлена корреляция между соотношением пуринов и пиримидинов и количеством аммиака, что свидетельствует о существенном влиянии химического окружения на процесс формирования этих ключевых для жизни молекул. Эти результаты демонстрируют, что синтез органических соединений в космосе не является универсальным и единообразным, а во многом зависит от конкретной среды на том или ином небесном теле. В то же время сам факт повсеместного обнаружения азотистых оснований говорит о том, что процессы, ведущие к их образованию, могут быть общими для многих объектов Солнечной системы.

Открытие полного набора азотистых оснований в углеродистом астероиде Рюгу служит мощным подтверждением теории о широком распространении пребиотических молекул в космическом пространстве. В рамках этой гипотезы астероиды и кометы играли роль своеобразных «космических курьеров», доставляя на раннюю Землю органические вещества, необходимые для возникновения первых форм жизни. Хотя идея о возможности синтеза сложной органики в космосе выдвигалась и ранее, подобные исследования предоставляют все более надежные и прямые доказательства, основанные на анализе не загрязненных земной биосферой образцов. Возможность изучать химические процессы, протекающие за пределами нашей планеты, на столь чистом материале открывает новые горизонты в понимании происхождения жизни. Сравнительный анализ Рюгу, Бенну и метеоритов позволяет предположить, что формирование азотистых оснований может следовать общим химическим путям, которые, однако, модулируются под воздействием уникальных условий в каждом конкретном случае. Это означает, что «кирпичики жизни» могли возникать одновременно во многих уголках Солнечной системы, а не только на Земле или в каком-то одном месте. В целом, проведенное исследование убедительно показывает, что азотистые основания, вероятно, широко распространены в космосе, а их присутствие в астероидах и метеоритах поддерживает представление о том, что пребиотическая химия является не исключительно земным феноменом, а частью масштабного процесса, охватывающего всю Солнечную систему.