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日本团队新研究:陨石中首次发现核酸主要成分嘧啶碱基

澎湃新闻记者 贺梨萍
2022-04-27 14:55
来源:澎湃新闻
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陨石中嘧啶多样性的缺乏仍然是一个谜。来自日本的科学家们认为,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)从“龙宫”小行星采集的样本,以及美国国家航空航天局(NASA)从“贝努”采集的样本,为科学家了解地外有机分子的进化提供了重要的见解。

4月26日晚间,国际学术期刊《自然-通讯》(Nature Communication)在线发表了由日本北海道大学、日本海洋科学技术中心(JAMSTEC)等团队联合完成的一项研究。他们指出,对组成DNA和RNA来说必不可少的嘧啶碱基可能是由富碳陨石带来地球的。

碱基,作为核酸的结构成分之一,此前已在碳质球粒陨石(Carbonaceous chondrite)中被检测到。DNA和RNA中有两种类型的碱基,即嘧啶和嘌呤。其中嘧啶包括胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶,嘌呤包括鸟嘌呤、腺嘌呤。

研究团队称,包括碱基在内的一系列外源陨石有机物,可能在后期重轰炸期(又名“月球灾难”,约40亿年前-38亿年前)被运送到早期地球。这些有机物的涌入被认为在地球原始阶段的化学演化中发挥了重要作用。

然而,截至目前,只有嘌呤碱基在陨石中发现过。北海道大学的大场康弘(Yasuhiro Oba)及其同事使用了专门针对碱基进行优化的小规模量化的先进分析技术,优化了碱基的小规模量化范围。他们分析了3颗富碳陨石:默奇森陨石、默里陨石和塔吉什湖陨石。

嘌呤碱基的检测。

论文显示,除了此前在陨石中发现的嘌呤碱基,如鸟嘌呤和腺嘌呤,研究团队还首次检测到了各种嘧啶碱基,如胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶,以及它们的异构体。这些化合物存在的浓度与模拟太阳系形成前条件的实验预测的差不多。

嘧啶碱基的检测。

研究团队认为,这些结果表明,这类化合物可能是在星际介质中经由光化学反应产生的,随后又在太阳系形成的过程中融入了小行星。这些化合物最终通过陨石抵达地球,而陨石碱基的多样性可以作为构建早期地球的DNA和RNA的模块。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-29612-x

    责任编辑:李跃群
    校对:丁晓
    澎湃新闻报料:021-962866
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