科学者が小惑星のサンプルから生命に必要な糖を初めて発見

生命の誕生に必要なすべての基本成分が、小惑星ベンヌのサンプルから発見された。 Nature Geoscience に 12 月 2 日に掲載されたこの研究は、小惑星が生命の必要条件をすべて地球に、そしておそらくは他の場所にもたらした可能性があることを示唆しています。

2020 年、NASA のオシリスレックスミッションはベンヌでサンプルを収集しました。当時、ベンヌは太陽から数億キロ離れた火星と木星の間を周回していました。このミッションでは、2023 年にサンプルを地球に持ち帰る予定です。収集された 121 グラムのサンプルのうち少量は、さまざまな分野の専門家がさまざまな生物学的化合物を検出できるように、分析のために世界中の研究室に配布されました。

初期の研究では、水、炭素、およびさまざまな有機分子の存在が明らかになりました。その後、科学者らはアミノ酸、ホルムアルデヒド、RNA と DNA を構成する 5 つの塩基すべて、およびリン酸塩を検出しました。しかし、これらの成分は、遺伝情報を運ぶ分子を組み立てるのに十分ではありません。 RNA と DNA の構造の「はしご」には糖も含まれています。RNA ではリボース、DNA ではデオキシリボースですが、これまでのベンヌサンプルの分析では発見されていませんでした。

最新の研究では、日本の東北大学の古川義弘らは、サンプルの少量を粉砕し、酸と水と混合した。次に、ガスクロマトグラフィー質量分析法を使用して、混合物中の成分を分離および特定しました。彼らはリボースのほか、リキソース、キシロース、アラビノース、グルコース、ガラクトースなどのさまざまな糖を発見しましたが、デオキシリボースは見つかりませんでした。

「地球外物質から砂糖が発見されたのはこれが初めてだ。」古川氏は、ほぼすべての生命はその代謝においてブドウ糖に依存していると述べた。

英国ロンドン自然史博物館のサラ・ラッセル氏は、「オシリス・レックスのミッションはこのような傑出した成果を上げた。以前は欠けていた唯一の成分は砂糖だったが、今回この成分の存在が確認された。これは、RNAのすべての成分が原始小惑星に存在することが確認されたことを意味する」とコメントした。

古川らは、これらの糖はベンヌの親小惑星に含まれるホルムアルデヒドが豊富な塩水の中で形成されたと考えている。科学者らは、ベンヌの親小惑星にはかつてより多くの液体が含まれており、より豊富な化学反応が起きたと推測している。

「今年初めに、我々は返還されたサンプルから塩が発見されたことを報告し、ベンヌの母天体に塩分のプールがあるかもしれないと推測した。そのような環境は、ベンヌで見られる複雑な有機物を合成するのに理想的な場所である」とラッセル氏は語った。

ラッセル氏はまた、土星の衛星エンケラドゥスや準惑星ケレスにも塩水の証拠があると指摘し、生命に必要な成分が太陽系全体で共通している可能性があることを示唆している。

古川氏はこれまでにも地球上で発見された隕石からリボースやその他の糖を検出しているが、それらのサンプルには地球に落下した隕石によって化合物が汚染されているのではないかという懸念が常にあったと述べた。「ベンヌサンプルでの今回の発見は、これらの結果の信頼性を決定的に証明しました。」彼は言いました。

新しい研究は、小惑星が実際に生命のすべての成分を地球、または火星のような太陽系の他の天体に届ける可能性があることを示している。さらに、サンプル中にはデオキシリボースではなくリボースが検出されたため、この発見は「RNA 世界仮説」も裏付けています。この仮説は、細胞が出現したり、DNA ベースの生命体が進化したりする前に、地球上の最も初期の生命体は、遺伝情報を保存し、自己複製することができる RNA 分子で構成されていた、というものです。