科学者たちは、地球、そしておそらく火星での生命の起源を決定する上でのブレークスルーを発表しました

クレジット:Pixabay/CC0パブリックドメイン

応用分子進化財団の科学者たちは本日、生命の最初の遺伝物質である可能性が高いDNAの類似体であるリボ核酸(RNA)が玄武岩溶岩ガラス上に自然に形成されることを発表しました。 そのようなガラスは43億5000万年前に地球上に豊富にありました。 この古代の同様の玄武岩は、今日火星で生き残っています。

「生命の起源を研究しているコミュニティは、近年分岐しています」と、ジャーナルにオンラインで掲載されている研究の共著者であるスティーブン・ベナーは述べています。 宇宙生物学

「あるコミュニティは、熟練した化学者によって実行される困難な化学を必要とする複雑な化学スキームを使用して、古典的な質問を再検討します」とベナーは説明しました。 「彼らの美しい工芸品は、次のようなブランドジャーナルに掲載されています。 自然化学」しかし、この化学の複雑さのために、生命が実際に地球上でどのように発生したかを説明することはおそらく不可能です。

対照的に、財団の調査はより単純なアプローチを採用しています。 Elisa Biondiが率いるこの研究は、ヌクレオシド三リン酸が玄武岩質ガラスを透過するだけの場合、長さ100〜200ヌクレオチドの長鎖RNA分子が形成されることを示しています。

「当時、玄武岩質ガラスは地球のいたるところにありました」と、この研究にも参加した地球科学者のスティーブン・モジシスは述べています。 「月が形成されてから数億年の間、若い惑星への豊富な火山活動と相まって、頻繁な衝撃が玄武岩ガラスの源である溶融玄武岩質溶岩を形成しました。衝撃はまた、水を蒸発させて乾燥した土地を与え、RNAが形成された可能性のある帯水層を提供しました。 「」

同じ影響でニッケルも供給され、チームは、溶岩ガラスにも見られるヌクレオシドと活性化リン酸塩からヌクレオシド三リン酸を与えることを示しました。 同じく玄武岩からのホウ酸塩(ホウ砂のように)は、これらの三リン酸の形成を制御します。

ガラスを形成したのと同じインパクターも、金属の鉄ニッケルコアで一時的に大気を減少させました。 その配列が遺伝子情報を保存するRNA塩基は、そのような雰囲気の中で形成されます。 チームは以前、ヌクレオシドがリボースリン酸とRNA塩基の間の単純な反応によって形成されることを示しました。

「このモデルの美しさはその単純さです。化学の授業で高校生がテストできます」と、この研究には関与していませんが、火星でエイリアンの遺伝子ポリマーを検出する装置を開発しているJanŠpačekは述べています。 「成分を混ぜ合わせ、数日待ってからRNAを検出してください。」

同じ岩石が、単純な有機分子から最初のRNAまでずっと移動する経路でRNAを作る際の他のパラドックスを解決します。 「たとえば、ホウ酸塩はRNAの「R」であるリボースの形成を管理します」とBennerは付け加えました。 この道は、原始地球の上の大気で「できなかった」単純な炭水化物から始まります。 これらは火山性二酸化硫黄によって安定化され、次に表面に雨が降って有機鉱物の貯留層を作りました。

したがって、この作業は、初期の地球にほぼ確実に存在していた小さな有機分子からRNAを作成するパスを完成させます。 単一の地質モデルが1つおよび2つの炭素分子から移動して、ダーウィンの進化をサポートするのに十分な長さのRNA分子を提供します。

「重要な質問が残っています」とベナーは警告します。 「どのようにしてすべてのRNAビルディングブロックが同じ一般的な形になるのか、ホモキラリティーとして知られる関係になるのかはまだわかりません。」 同様に、ヌクレオチド間の結合は、玄武岩質ガラス上で合成された材料で変化する可能性があります。 これのインポートは不明です。

同じ鉱物、ガラス、および衝撃がその古代の火星にも存在したので、火星はこの発表に関連しています。 しかし、火星は、40億年以上前に地球からほとんどの岩石を埋めた大陸移動説やプレートテクトニクスに苦しんでいません。 したがって、火星の表面には、該当する時期の岩石が残っています。 火星への最近のミッションでは、ホウ酸塩を含む必要なすべての岩石が見つかりました。

「生命がこの単純な道を通って地球に現れたなら、それは火星にも現れた可能性が高い」とベナーは言った。 「これにより、できるだけ早く火星での生活を探すことがさらに重要になります。」


火星隕石は、数十億年前に大きな影響を与えた証拠を示しています


詳しくは:
Craig A. Jerome et al、プレバイオティクス岩石ガラス上でのポリリボ核酸の触媒合成、 宇宙生物学 (2022)。 DOI:10.1089 / ast.2022.0027

Hyo-Joong Kim et al、核酸塩基およびリン酸化炭水化物からのプリンおよび非カノニカルピリミジンヌクレオチドのプレバイオティクス立体選択的合成、 国立科学アカデミーの議事録 (2017)。 DOI:10.1073 / pnas.1710778114

キム・ヒョジュン他、カノニカルピリミジンおよびプリンリボヌクレオチドのプレバイオティクス合成、 宇宙生物学 (2019)。 DOI:10.1089 / ast.2018.1935

応用分子進化のための財団によって提供されます

引用:科学者は、地球上の生命の起源を決定する際の突破口を発表しました。おそらく火星(2022年6月3日)は、https://phys.org/news/2022-06-scientists-breakthrough-life-earthand-marsから2022年6月3日に取得しました。 html

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