ペンシルベニア州立大学の研究者たちは、生命の重要な成分が温かい小惑星の水たまりではなく、深い冷凍状態で形成された可能性があると考えています。地球科学者のアリソン・バチンスキー氏とポスドク研究者のオフェリー・マクイントッシュ氏が率いる科学者たちは、小惑星ベンヌからの材料中のアミノ酸を研究しました。この研究は『アメリカ国立科学アカデミー紀要』に掲載されました。NASAのOSIRIS-RExミッションは、2023年にベンヌのサンプルを地球に届けました。以前のテストでは、46億年前のその塵の中にアミノ酸が含まれていることが発見されました。アミノ酸は、タンパク質を構成する小さな分子です。
ペンシルベニア州立大学のチームは、ティースプーンほどの大きさの貴重な宇宙の塵を分析し、同位体を測定できる特注の機器を使用しました。同位体とは、原子の質量のわずかな変化のことです。大きな疑問はシンプルです：これらのアミノ酸はどこで形成されたのでしょうか？多くの科学者は、小惑星内部の穏やかで水分の多い化学反応を想像していましたが、ペンシルベニア州立大学のチームは、ベンヌの化学がより寒い場所を指し示していると述べています。
「私たちの結果は、アミノ酸が小惑星で形成される方法についての従来の考え方を覆します」と、ペンシルベニア州立大学の地球科学の助教授であり、論文の共同著者であるバチンスキー氏は言います。「これまでのところ、生命の構成要素が形成される条件は温かい液体の水が存在する時だけだと考えられていましたが、私たちの分析は、これらのアミノ酸が形成される経路や条件にはもっと多様性があることを示しました。」
チームは、約ティースプーン大の小惑星の材料を使って作業しました。彼らは同位体を測定し、化学的な指紋のように機能する原子の微小な質量差を分析しました。最初に注目したのは、最も単純なアミノ酸であるグリシンです。グリシンはわずか2つの炭素原子を持っていますが、それでも重要です。グリシンは、初期の「前生命」化学が行われていたことの兆候と見なされることが多いです。
研究者たちは、非常に小さな量の同位体を測定するために高感度のツールを使用しました。彼らはピコモル単位まで分子を検出することができました。バチンスキー氏は、この研究がペンシルベニア州立大学の特注機器に依存していると述べました。「ペンシルベニア州立大学では、グリシンのような有機化合物の非常に低い濃度で同位体測定を行うために改良された機器を持っています」とバチンスキー氏は言います。「技術の進歩と専門的な機器への投資がなければ、この発見は決してできなかったでしょう。」
隕石の研究は、地球の汚染のために混乱を招くことがありますが、ベンヌのサンプルはそのリスクを大幅に回避しました。サンプルは宇宙から直接持ち帰られ、その後密封されて管理されました。研究に関与したペンシルベニア州立大学の科学者たちは、左から右に、地球科学の教授クリストファー・ハウス氏、地球科学のエヴァン・ピュー教授キャサリン・フリーマン氏、地球科学部のポスドク研究者オフェリー・マクイントッシュ氏、地球科学の助教授アリソン・バチンスキー氏、そして（写真には写っていない）地球科学の博士課程候補生ミラ・マトニー氏です。
