陨石可能将所有 5 个 DNA 基因“字母”带到了早期地球

科学家们证实，这些生命的关键组成部分是在太空岩石中发现的。

在这张流星体向古代地球输送核碱基的概念图像中，其中氢原子为白色球体，碳为黑色，氮为蓝色，氧为红色。

以前的研究在陨石中神秘地未能发现的关键 DNA 组成部分现在在太空岩石中被发现，这表明宇宙撞击可能曾经帮助将这些生命的重要成分传递给古代地球。

DNA 由四个主要组成部分组成——称为腺嘌呤 (A)、胸腺嘧啶 (T)、胞嘧啶 (C) 和鸟嘌呤 (G) 的核碱基。DNA 的姊妹分子 RNA 也使用 A、C 和 G，但将胸腺嘧啶替换为尿嘧啶 (U)。科学家们想知道陨石是否有助于将这些化合物运送到地球，此前他们曾在太空岩石中寻找核碱基，但直到现在，科学家们只在太空岩石中检测到 A 和 G，而不是 T、C 或 U。

核碱基有两种口味，称为嘌呤和锥体。之前在陨石中看到的核碱基都是嘌呤，它们都是由一个六边形分子与一个五边形分子融合而成的。到目前为止，太空岩石中缺少的是锥体，它们是较小的结构，每个结构都仅由一个六边形分子组成。

为什么在陨石中只看到嘌呤而不是锥体，一直是个谜。先前模拟外层空间条件的实验室实验表明，嘌呤和锥体都可能是在星际分子云内的光触发化学反应中形成的，然后这些化合物可能在太阳系形成过程中被掺入小行星和陨石中。这种化学反应也可能直接发生在太空岩石中。

现在，科学家们终于在到达地球的陨石的 DNA 和 RNA 中发现了所有的锥体和嘌呤。

“陨石中五个主要核碱基的存在可能有助于在早期地球生命开始之前出现遗传功能。”研究的主要作者，日本北海道大学的天体化学家 Yasuhiro Oba 说。

研究人员采用了最初设计用于基因和药物研究的最先进的分析技术来检测微量的核碱基，低至万亿分之一的范围。Oba 说，这比以前试图检测陨石中锥体的方法至少要灵敏 10 到 100 倍。

科学家们分析了来自三个富含碳或碳质陨石的样本，先前的工作表明这些陨石可能存在产生核碱基的化学反应——默奇森陨石、默里陨石和塔吉什湖陨石。

科学家们在陨石中检测到 T、C 和 U 的含量高达十亿分之几。这些化合物的浓度与复制太阳系形成之前存在的条件的实验所预测的浓度相似。除了关键的 T、C 和 U 化合物外，科学家们还发现了其他未用于 DNA 或 RNA 的锥体，这进一步显示了陨石携带这些化合物的能力。

“由于我们的发现，我们可以说核碱基在碳质陨石中也表现出广泛的多样性。”Oba 说。

目前尚不清楚为什么这些陨石中的锥体比嘌呤少得多。Oba 提出一个线索可能在于嘌呤包括一个称为咪唑的五角环，而锥体则没有。

在这些陨石中，咪唑和类似分子被证明比锥体要丰富得多，这表明它们可能更容易合成自然发生的化学反应。此外，咪唑可以像原始催化剂一样引发化学反应，例如形成嘌呤而不是锥体。

科学家们于 4 月 26 日在《自然通讯》杂志上在线详细介绍了他们的发现。