小惑星ベンヌからの小さな塵の粒子は、宇宙で生命の成分が形成されると科学者が考える方法を変えつつあります。
科学者たちは以前に特定したアミノ酸小惑星ベンヌから採取された46億年前の岩石の中に、生命の必須成分が含まれています。これらのサンプルは、2023 年に地球に持ち帰られました。NASAのオシリス・レックスミッション。この発見により、生命の基本的な成分が地球外に存在することが確認されましたが、それらの分子が宇宙でどのように形成されたのかは不明のままでした。ペンシルベニア州立大学の科学者らが主導した新たな研究は、これらのアミノ酸が太陽系の初期の極度に寒くて放射線が豊富な環境で出現した可能性があることを示唆している。
この調査結果は本日（2月9日）、米国科学アカデミーの議事録、ベンヌで見つかったいくつかのアミノ酸は、科学者が長い間想定していたプロセスでは形成されなかったことを示しています。むしろ、以前にアミノと関連付けられていたものとは異なり、過酷な環境条件下で発達したようです。酸形成。
「我々の研究結果は、アミノ酸が小惑星で形成されると一般に考えられてきた考えを覆すものです」とペンシルベニア州立大学地球科学助教授で論文の共同筆頭著者であるアリソン・バチンスキー氏は述べた。 「温かい液体の水がある場合だけでなく、これらの生命の構成要素が形成される条件は数多くあるようです。私たちの分析では、これらのアミノ酸が形成される経路と条件にははるかに多様性があることが示されました。」
ベンヌの塵を原子レベルで研究する
これらの詳細を解明するために、研究者らは、小さじ一杯ほどの大きさの微量の小惑星物質を調べた。同位体や原子量の微妙な違いを検出するように設計された特殊な機器を使用して、チームはサンプルの化学的性質を綿密に分析しました。彼らの研究は、既知の最も単純なアミノ酸であり、生命に必要な最も基本的な分子成分の 1 つであるグリシンに焦点を当てました。
アミノ酸は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駆動まで、ほぼすべての生物学的機能を担います。グリシンの構造は単純なので、生命が誕生する前に起こった初期の化学プロセスを追跡するのに特に役立ちます。
Baczynski 氏は、グリシンはさまざまな化学シナリオの下で形成される可能性があり、初期のプレバイオティクス化学のマーカーとしてよく使用されると説明しました。グリシンが小惑星や彗星で発見されると、生命の基本的な分子の一部が宇宙で形成され、後に地球に到達した可能性があるという考えが強化されます。
宇宙でアミノ酸がどのように形成されたかを再考する
科学者たちは長年にわたり、グリシンは主にストレッカー合成として知られるプロセスを通じて形成されると信じていました。このシナリオでは、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の水中で反応します。しかし、ベンヌのサンプルは別の物語を伝えています。同位体の特徴は、ベンヌのグリシンが液体の水なしで形成され、代わりに初期太陽系の外側領域で放射線にさらされた凍った氷の中で発達した可能性があることを示唆しています。
「ここペンシルベニア州立大学では、グリシンのような非常に少量の有機化合物の同位体測定を可能にする装置を改良しました」とバジンスキー氏は語った。 「技術の進歩と特殊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。」
ベンヌと有名なマーチソン隕石の比較
科学者たちは長い間、宇宙からのアミノ酸を研究するために炭素が豊富な隕石に依存してきました。最もよく知られた例の 1 つは、1969 年にオーストラリアに落下したマーチソン隕石です。ペンシルベニア州立大学の研究チームは、ベンヌで見つかったアミノ酸を、以前にマーチソンから分析されたアミノ酸と比較しました。
比較すると、驚くべきコントラストが明らかになりました。マーチソン隕石中のアミノ酸は、液体の水と比較的穏やかな温度を含む環境で形成されたようです。これらの条件は隕石の母体に存在した可能性があり、初期の地球にも存在した可能性があります。
「アミノ酸が非常に重要である理由の1つは、アミノ酸が地球上での生命の始まりに大きな役割を果たしたと考えているからです」とペンシルベニア州立大学地球科学局の博士研究員で論文の共同筆頭著者であるオフィーリー・マッキントッシュは述べた。 「本当に驚くべきことは、ベンヌのアミノ酸がマーチソンのアミノ酸とはかなり異なる同位体パターンを示していることです。そしてこれらの結果は、ベンヌとマーチソンの母天体が太陽系の化学的に異なる領域で発生した可能性が高いことを示唆しています。」
生命の化学的始まりに関する新たな謎
この発見は、研究者たちが現在熱心に研究している新たな疑問を引き起こします。アミノ酸は、左手と右手のように、鏡像のような 2 つの形で存在します。科学者たちは以前、これらのペアの形態は同一の同位体特性を共有すると仮定していました。しかし、ベンヌのサンプルでは、グルタミン酸の 2 つの鏡像形態は劇的に異なる窒素値を示します。
これらの化学的に同一でありながら鏡映された分子がなぜこれほど異なる同位体特徴を持っているのかは不明のままである。このパズルを解くことで、太陽系全体で生命の構成要素がどのように形成されたのかがさらに明らかになる可能性があります。
「現在、我々には答えよりも疑問の方が多い」とバジンスキー氏は語った。 「私たちは、アミノ酸を調べるためにさまざまな異なる隕石の分析を続けられることを望んでいます。私たちは、それらが引き続きマーチソンやベンヌのような姿をしているのか、それとも生命の構成要素を生み出す条件や経路にはさらに多様性があるのかを知りたいのです。」
参考文献：「小惑星ベンヌサンプル中の炭素および窒素同位体に基づく初期太陽系におけるアミノ酸の複数の形成経路」アリソン・A・バジンスキー、オフェリー・M・マッキントッシュ、ダニエル・N・シムカス、ハンナ・L・マクレーン、ジェイソン・P・ドゥウォーキン、ダニエル・P・グラビン、ジェイミー・E・エルシラ、ミラ・マトニー、クリストファー・H・ハウス、キャサリン・H・フリーマン、ハロルドC. コノリーとダンテ S. ローレッタ、2026 年 2 月 9 日、米国科学アカデミーの議事録.
DOI: 10.1073/pnas.2517723123
ペンシルベニア州立大学の他の共著者には、地球科学の博士号取得候補者であるミラ・マトニー氏がいる。クリストファー・ハウス、地球科学教授。キャサリン・フリーマン氏、ペンシルベニア州立エヴァン・ピュー大学地球科学教授。
この論文の他の著者は、メリーランド州グリーンベルトにある NASA ゴダード宇宙飛行センターの宇宙科学技術研究探査センター (CREST) のダニエル・シムカス氏とハンナ・マクレーン氏です。 NASAゴダード太陽系探査部門のジェイソン・P・ドウォーキン、ダニエル・P・グラビン、ジェイミー・E・エルシラ。ローワン大学、アメリカ自然史博物館、アリゾナ大学月惑星研究所のハロルド・C・コノリー・ジュニア、およびアリゾナ大学月惑星研究所のダンテ・S・ローレッタ。
この研究は、OSIRIS‑REx ミッションに資金を提供したニューフロンティアプログラムを含む複数の NASA プログラムと、NASA の CREST II パートナーシップによる支援に加え、いくつかの NASA 研究賞によって資金提供されました。
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