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航天与科学 单一来源

日本团队证实龙宫小行星样本中含有DNA和RNA的全部五种核碱基

由 WORLDTECH 译自英文。事实、数字、名称和来源均与英文原文一致。 English

Silhouette of an observatory dome against a dramatic starry night sky.
示意图片。图片:Gabriel Mihalcea / Pexels

一个日本科学家团队在发表于《自然·天文学》(Nature Astronomy)的一项研究中报告,来自小行星龙宫的原始物质中含有DNA和RNA所用的全部五种核碱基。这一发现表明,遗传物质的关键化学成分可能早在数十亿年前就已存在于太空之中。

龙宫样本分析的发现

核碱基是含氮的有机分子,是DNA和RNA中遗传信息的字母单位。五种主要核碱基中,腺嘌呤和鸟嘌呤属于嘌呤,胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶属于嘧啶。它们与糖和磷酸结合后形成核苷酸,即遗传物质的组成单元。

该日本团队报告,这五种核碱基均出现在2020年由日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的Hayabusa2任务带回地球的龙宫样本中,该任务共带回5.4克原始小行星物质。2023年,一个国际团队已在同一批样本中报告了尿嘧啶。

由于此类物质极易受到污染,研究人员在超净实验室条件下开展工作。他们使用水和盐酸提取有机分子,随后进行纯化以便检测。团队分析的两份龙宫样本中均检出了全部五种核碱基,含量大致相近。

其他太空岩石的早期发现

这一结果与此前对太空岩石的研究相吻合。1969年坠落于澳大利亚的默奇森陨石(Murchison)和1864年坠落于法国的奥尔盖伊陨石(Orgueil)都曾检出包括核碱基在内的多种有机分子。落到地球上的陨石在飞行和着陆过程中可能受到污染,因此原始样本的价值尤为重要。

美国国家航空航天局(NASA)对小行星贝努(Bennu)的任务样本也含有全部五种核碱基,该结果于2025年报告。龙宫、贝努以及奥尔盖伊陨石的母体天体都是太阳系早期的遗留物,能够基本保持物质约45亿年前的状态。

化学组成的差异

这些小行星的分子组成各不相同。默奇森陨石富含嘌呤,而贝努和奥尔盖伊陨石含有更多嘧啶。研究人员指出,这种平衡可能受到氨的影响,氨是决定哪些核碱基能够形成的关键分子。

综合来看,这些发现表明,太阳系各处富含碳的小行星蕴藏着多样的前生命化学过程,不过具体的混合比例因每颗小行星的化学环境和演化历史而异。研究提示,遗传物质的关键组成部分可能在太空中形成,随后被输送到早期地球。

待解问题

  • 太阳系早期的哪些条件决定了嘌呤与嘧啶之间的平衡?
  • 这些分子是否以足够的数量抵达早期地球,从而可能促成生命的起源?

关键事实

  • 日本研究团队报告称,来自小行星龙宫(Ryugu)的样本中含有DNA和RNA所用的全部五种核碱基。
  • 2023年,一个国际团队曾在同一批样本中报告了其中的尿嘧啶。
  • 龙宫样本由日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的Hayabusa2任务于2020年带回地球。

来源与证据