Könnte die Blaupause für das Leben in Asteroiden erzeugt worden sein?

Mit neuen Analysen haben Wissenschaftler gerade die letzten beiden der fünf Informationseinheiten von DNA und RNA gefunden, die in Proben von Meteoriten noch entdeckt werden mussten. Während es unwahrscheinlich ist, dass DNA in einem Meteoriten gebildet werden könnte, zeigt diese Entdeckung, dass diese genetischen Teile für die Lieferung verfügbar sind und zur Entwicklung der Lehrmoleküle auf der frühen Erde beigetragen haben könnten. Die Entdeckung eines internationalen Teams mit NASA-Forschern liefert weitere Beweise dafür, dass chemische Reaktionen in Asteroiden einige der Bestandteile des Lebens bilden können, die durch Meteoriteneinschläge oder vielleicht das Einfallen von Staub auf die alte Erde gebracht worden sein könnten.

Die gesamte DNA und RNA, die die Anweisungen zum Aufbau und Betrieb jedes Lebewesens auf der Erde enthält, enthält fünf Informationskomponenten, die Nukleobasen genannt werden. Bisher hatten Wissenschaftler beim Durchsuchen außerirdischer Proben nur drei der fünf gefunden. Eine kürzlich durchgeführte Analyse eines Teams von Wissenschaftlern unter der Leitung von Associate Professor Yasuhiro Oba von der Hokkaido University, Hokkaido, Japan, identifizierte jedoch die letzten beiden Nukleobasen, die Wissenschaftlern entgangen sind.

Nukleobasen gehören zu Klassen organischer Moleküle namens Purine und Pyrimidine, die eine große Vielfalt aufweisen. Es bleibt jedoch ein Rätsel, warum bisher nicht mehr Typen in Meteoriten entdeckt wurden.

„Ich frage mich, warum Purine und Pyrimidine insofern außergewöhnlich sind, als sie im Gegensatz zu anderen Klassen organischer Verbindungen wie Aminosäuren und Kohlenwasserstoffen keine strukturelle Vielfalt in kohlenstoffhaltigen Meteoriten aufweisen“, sagte Oba, Hauptautor eines Artikels über die am 26 Naturkommunikation. „Da Purine und Pyrimidine in außerirdischen Umgebungen synthetisiert werden können, wie unsere eigene Studie gezeigt hat, würde man erwarten, eine große Vielfalt dieser organischen Moleküle in Meteoriten zu finden.“

„Wir haben jetzt Beweise dafür, dass der vollständige Satz von Nukleobasen, die heute im Leben verwendet werden, auf der Erde verfügbar gewesen sein könnte, als das Leben entstand“, sagte Danny Glavin, ein Co-Autor des Papiers am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland.

Dieses neu entdeckte Paar von Nukleobasen, Cytosin und Thymin, war in früheren Analysen schwer fassbar, wahrscheinlich wegen ihrer empfindlicheren Struktur, die möglicherweise abgebaut wurde, als Wissenschaftler zuvor Proben extrahierten. In den früheren Experimenten stellten die Wissenschaftler so etwas wie einen „Meteoriten-Tee“ her, indem sie Meteoritenkörner in ein heißes Bad legten, um die Moleküle der Probe in die Lösung extrahieren zu lassen, und dann die molekulare Zusammensetzung der außerirdischen Brühe analysierten.

„Wir untersuchen diese Wasserextrakte, da sie die guten Stoffe enthalten, uralte organische Moleküle, die Schlüsselbausteine ​​für die Entstehung des Lebens auf der Erde gewesen sein könnten“, sagte Glavin.

Da diese beiden Nukleobasen so empfindlich sind, war das Team zunächst skeptisch, sie in den Proben zu sehen. Aber zwei Faktoren könnten zu der neuen Entdeckung beigetragen haben: Erstens verwendete das Team kühles Wasser, um die Verbindungen zu extrahieren, anstelle von heißer Ameisensäure – die sehr reaktiv ist und diese zerbrechlichen Moleküle in früheren Proben hätte zerstören können. Zweitens wurden empfindlichere Analysen eingesetzt, die kleinere Mengen dieser Moleküle erfassen konnten.

„Diese Gruppe hat eine Technik entwickelt, die eher kaltem Aufbrühen als heißem Tee ähnelt und in der Lage ist, empfindlichere Verbindungen herauszuziehen“, sagte Jason Dworkin, ein Co-Autor des Papiers bei NASA Goddard. „Ich war erstaunt, dass sie Cytosin gesehen hatten, das sehr zerbrechlich ist.“

Der Befund gibt keinen Aufschluss darüber, ob das Leben auf der Erde aus dem Weltraum unterstützt wurde oder ausschließlich in der präbiotischen Suppe in den Kinderschuhen des Planeten entstand. Aber die Vervollständigung des Satzes von Nukleobasen, aus denen das heutige Leben besteht, zusätzlich zu anderen in der Probe gefundenen Molekülen, gibt Wissenschaftlern, die versuchen, den Beginn des Lebens zu verstehen, mehr Verbindungen, mit denen sie im Labor experimentieren können.

„Dadurch werden immer mehr Stücke hinzugefügt; es wurde festgestellt, dass Meteoriten jetzt Zucker und Basen enthalten“, sagte Dworkin. „Es ist aufregend, Fortschritte bei der Herstellung der grundlegenden Moleküle der Biologie aus dem Weltraum zu sehen.“

Diese Analyse ergänzte nicht nur das Kit für diejenigen, die den Beginn des Lebens auf der Erde modellieren, sondern liefert auch einen Machbarkeitsnachweis für eine effektivere Technik, um in Zukunft Informationen von Asteroiden zu extrahieren, insbesondere aus den Proben von Bennu, die sich auf den Weg dorthin machen Erde im nächsten Jahr über die OSIRIS-REx-Mission der NASA.