NASAのOSIRIS-RExミッションが2023年に小惑星ベンヌから物質を持ち帰った際、科学者たちは46億年前の岩石に生命を可能にする重要な分子であるアミノ酸が含まれていることを確認しました。アミノ酸はDNA内のタンパク質やペプチドを構築する役割を果たし、ほぼすべての生物学的プロセスの中心的な存在です。しかし、これらの分子が宇宙でどのように形成されたのかは不明でした。ペンシルベニア州立大学の科学者たちが主導した新しい研究によると、ベンヌのアミノ酸の一部は、太陽系の初期段階における極めて冷たく放射能のある条件下で起源を持つ可能性があることが示唆されています。この研究結果は、アメリカ国立科学アカデミーの紀要に2月9日に発表されました。
研究チームによると、ベンヌのサンプルに見られる化学的な特徴は、これらのアミノ酸が従来の科学者の仮定とは異なるプロセスを通じて形成された可能性が高く、予想以上に厳しい条件下で形成されたことを示しています。「私たちの結果は、アミノ酸が小惑星でどのように形成されたか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アリソン・バチンスキーは述べています。「これまで考えられていたのは、温かい液体水が存在する時だけでしたが、今では生命の基本的な構成要素が形成される条件が多く存在することがわかりました。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多様性があることを示しました。」
**同位体分析がグリシンの起源を明らかにする**
研究者たちは、ティースプーンほどの小さなベンヌの物質を使って研究を行いました。特別に改良された機器を使用して、原子の質量のわずかな違いである同位体を測定しました。これらの微妙な変化は、分子がどのように、どこで形成されたかを明らかにすることができます。チームは、最も単純なアミノ酸であるグリシンに焦点を当てました。グリシンは、2つの炭素からなる小さな分子で、生物学において基礎的な役割を果たします。アミノ酸は鎖状に結合してタンパク質を形成し、細胞の構築から化学反応の推進まで、生物のほぼすべての重要な機能を担っています。
グリシンはさまざまな化学条件下で形成されるため、科学者たちはしばしば初期の前生物化学のマーカーとして使用します。小惑星や彗星におけるその存在は、生命のための原材料の一部が宇宙で生成され、後に地球に届けられたという考えを支持しています。
**温水理論への挑戦**
長年にわたり、グリシンが形成される主な説明は、ストレッカー合成と呼ばれるプロセスでした。この反応では、シアン化水素、アンモニア、アルデヒドまたはケトンが液体水中で結合します。このモデルは、アミノ酸が比較的穏やかで水分の豊富な環境で形成されることを示唆していました。しかし、ベンヌからの同位体証拠は異なる方向を指し示しています。データは、グリシンが温かい液体水ではなく、若い太陽系の外部領域で放射線にさらされた凍った氷の中で形成された可能性があることを示しています。「ペンシルベニア州立大学では、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使用しています」と述べています。
