小行星上发现全部5种DNA和RNA遗传碱基_科技资讯

创始人

2026-06-26 14:16:58

0次

龙宫小行星样本在其返回舱中。图片来源：日本宇宙航空研究开发机构

在龙宫小行星上发现全部五种核碱基，增强了生命的分子成分在抵达地球前于太空中形成这一观点。

研究指出，来自小行星龙宫的样本含有全部五种基本核碱基，即生命的分子字母。

微小的小行星颗粒能保存有关可能帮助地球生命起源的成分的化学线索。龙宫（Ryugu）样本由日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的隼鸟2号任务从太空带回。

2023年，一个国际研究团队报告在龙宫样本中发现了核碱基之一的尿嘧啶。近日，日本科学家在《自然天文学》发表的一项研究证实，原始小行星物质中存在全部五种核碱基。

这一发现表明，这些与生命相关的成分可能在早期太阳系中普遍存在。

五种核碱基如何构成RNA和DNA。来源：维基共享资源

为什么要寻找核碱基？

核碱基是含氮有机分子，在DNA和RNA中充当遗传信息的字母。五种主要的核碱基是腺嘌呤和鸟嘌呤（称为嘌呤），以及胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶（称为嘧啶）。

这些分子与糖和磷酸盐结合生成核苷酸——遗传物质的基本组成单位。没有核苷碱基，让生物体生长、繁殖和进化的遗传密码就不会存在。

通过研究龙宫样本中的嘌呤和嘧啶，科学家们可以重建原始小行星的化学历史。反过来，这能让我们更好地理解生命的组成部分可能是如何在太阳系中形成和存在的。

隼鸟2号任务首次和第二次着陆点采集的龙宫样本的显微镜图像。图片来源：日本宇宙航空研究开发机构日本海洋研究开发机构

隼鸟2号总共带回了5.4克原始小行星物质。研究人员必须在超洁净实验室环境下操作以避免污染这些物质。他们用水和盐酸提取有机分子，随后对其进行纯化以便进一步检测。

他们在分析的两份龙宫样品中发现了全部五种核碱基，含量大致相似。

遗传物质的关键组成部分——在太空中

新的研究结果与之前关于太空岩石的发现一致。在澳大利亚陨落的默奇森陨石和在法国陨落的奥盖尔陨石，此前已发现多种有机分子，包括核苷碱基。

当然，落在地球上的陨石可能会在其飞行和着陆过程中受到污染。但美国国家航空航天局（NASA）对小行星贝努的任务所获取的原始样本也检测出了全部五种核碱基。

小行星如龙宫、贝努以及奥盖尔陨石的母体是早期太阳系的残余物。它们可以将物质基本保持不变地保存约45亿年。

日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的隼鸟2号探测器拍摄的162173号小行星龙宫的彩色视图。图片来源：JAXA隼鸟2号

有趣的是，这些小行星存在化学差异。默奇森陨石富含嘌呤，而贝努小行星和奥盖尔陨石则含有更多嘧啶。研究认为，这种平衡可能受氨的影响——氨是一种关键分子，能影响哪些核碱基可以形成。

通过研究龙宫小行星相对原始的样本，并将其与默奇森、奥盖尔等陨石进行对比，研究人员正在追踪生命可能的分子组成成分的宇宙旅程。

他们的研究结果表明，遗传物质的关键成分可能在太空中形成，后来被运送到早期地球。换句话说，我们星球上生命的故事可能与这些古老小行星的化学性质有着深刻的联系。

生命构成要素的路径

这些发现共同表明，太阳系中所有富含碳的小行星都含有多样的前生物化学物质。然而，分子的精确组合——例如嘌呤与嘧啶之间的平衡——会根据小行星的化学环境和历史而有所不同。

由于龙宫样本是在太空中直接采集并避免了地球污染，它们为研究古代太阳系化学提供了最清晰的视角之一。

在龙宫小行星上发现全部五种核碱基表明，生命的分子组成成分可能在数十亿年前就已在太空中形成。小行星或许曾帮助将这些成分运送到早期地球——使得生命起源成为更宏大的宇宙化学故事的一部分。

本研究得到日本学术振兴会科研费补助金（编号21J00504、25K17463（T.K.）、21KK0062（Y.T.）、21H04501、21H05414、25H00677（Y.O.）及23H00148（H.N.））的支持。本研究还部分得到北海道大学低温科学研究所联合项目的支持。

改编自最初发表于《对话》的一篇文章。