Alle Basen in DNA und RNA wurden jetzt in Meteoriten gefunden

Weitere Bestandteile des Lebens wurden in Meteoriten gefunden.

Weltraumgestein, das im letzten Jahrhundert auf die Erde gefallen ist enthalten die fünf Basen, die Informationen in DNA und RNA speichernWissenschaftler berichten am 26. April in Naturkommunikation.

Diese „Nukleobasen“ – Adenin, Guanin, Cytosin, Thymin und Uracil – verbinden sich mit Zuckern und Phosphaten, um den genetischen Code allen Lebens auf der Erde zu bilden. Ob diese Grundzutaten des Lebens zuerst aus dem All kamen oder sich stattdessen in einer warmen Suppe irdischer Chemie bildeten, ist bis heute ungeklärt (SN: 24.9.20). Aber die Entdeckung trägt zu Beweisen bei, die darauf hindeuten, dass die Vorläufer des Lebens ursprünglich aus dem Weltraum kamen, sagen die Forscher.

Wissenschaftler haben seit den 1960er Jahren Adenin-, Guanin- und andere organische Verbindungen in Meteoriten entdeckt (SN: 10.08.11, SN: 4.12.20). Forscher haben auch Hinweise auf Uracil gesehen, aber Cytosin und Thymin blieben bisher schwer fassbar.

„Wir haben den Satz aller Basen vervollständigt, die in DNA und RNA und im Leben auf der Erde gefunden wurden, und sie sind in Meteoriten vorhanden“, sagt der Astrochemiker Daniel Glavin vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland.

Vor einigen Jahren entwickelten der Geochemiker Yasuhiro Oba von der Hokkaido-Universität in Sapporo, Japan, und Kollegen eine Technik, um verschiedene chemische Verbindungen in verflüssigtem Meteoritenstaub schonend zu extrahieren und zu trennen und sie dann zu analysieren.

„Unsere Nachweismethode hat eine um Größenordnungen höhere Empfindlichkeit als die in früheren Studien angewendete“, sagt Oba. Vor drei Jahren entdeckten die Forscher mit derselben Technik Ribose, einen lebensnotwendigen Zucker, in drei Meteoriten (SN: 22.11.19).

In der neuen Studie schlossen sich Oba und Kollegen mit Astrochemikern der NASA zusammen, um eine dieser drei Meteoritenproben und drei weitere zu analysieren und nach einer anderen Art von entscheidender Zutat für das Leben zu suchen: Nukleobasen.

Die Forscher glauben, dass ihre mildere Extraktionstechnik, bei der kaltes Wasser anstelle der üblichen Säure verwendet wird, die Verbindungen intakt hält. „Wir stellen fest, dass dieser Extraktionsansatz für diese zerbrechlichen Nukleobasen sehr geeignet ist“, sagt Glavin. „Es ist eher ein kaltes Gebräu als ein heißer Tee.“

Mit dieser Technik haben Glavin, Oba und ihre Kollegen die Häufigkeit der Basen und anderer lebensrelevanter Verbindungen in vier Proben von Meteoriten gemessen, die vor Jahrzehnten in Australien, Kentucky und British Columbia gefallen sind. In allen vieren entdeckte und maß das Team Adenin, Guanin, Cytosin, Uracil, Thymin, mehrere mit diesen Basen verwandte Verbindungen und einige Aminosäuren.

Mit der gleichen Technik maß das Team auch die Chemikalienhäufigkeit im Boden, der am australischen Standort gesammelt wurde, und verglich dann die gemessenen Meteoritenwerte mit denen des Bodens. Bei einigen nachgewiesenen Verbindungen waren die Meteoritenwerte größer als die des umgebenden Bodens, was darauf hindeutet, dass die Verbindungen in diesen Gesteinen auf die Erde gelangten.

Aber für andere nachgewiesene Verbindungen, einschließlich Cytosin und Uracil, sind die Bodenhäufigkeiten bis zu 20-mal so hoch wie in den Meteoriten. Das könnte auf eine irdische Kontamination hindeuten, sagt der Kosmochemiker Michael Callahan von der Boise State University in Idaho.

“Ich glaube [the researchers] diese Verbindungen eindeutig identifiziert haben“, sagt Callahan. Aber „sie haben nicht genug überzeugende Daten vorgelegt, um mich davon zu überzeugen, dass sie wirklich außerirdisch sind.“ Callahan arbeitete zuvor bei der NASA und arbeitete mit Glavin und anderen zusammen, um organische Materialien in Meteoriten zu messen.

Aber Glavin und seine Kollegen weisen auf einige spezifische entdeckte Chemikalien hin, um die Hypothese eines interplanetaren Ursprungs zu stützen. In der neuen Analyse haben die Forscher mehr als ein Dutzend anderer lebensrelevanter Verbindungen gemessen, darunter auch Isomere der Nukleobasen, sagt Glavin. Isomere haben die gleichen chemischen Formeln wie ihre zugehörigen Basen, aber ihre Inhaltsstoffe sind anders organisiert. Das Team fand einige dieser Isomere in den Meteoriten, aber nicht im Boden. „Wenn es eine Kontamination durch den Boden gegeben hätte, hätten wir diese Isomere auch im Boden sehen müssen. Und das haben wir nicht“, sagt er.

Direkt zur Quelle solcher Meteoriten – unberührter Asteroiden – zu gehen, könnte die Angelegenheit klären. Oba und Kollegen wenden ihre Extraktionstechnik bereits an Stücken von der Oberfläche des Asteroiden Ryugu an, den die japanische Hayabusa2-Mission Ende 2020 zur Erde brachte (SN: 7.12.20). Die OSIRIS-REx-Mission der NASA wird voraussichtlich im September 2023 mit ähnlichen Proben vom Asteroiden Bennu (SN: 15.01.19).

„Wir sind wirklich gespannt, welche Geschichten diese Materialien zu erzählen haben“, sagt Glavin.


Source: Science News by www.sciencenews.org.

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