新たな研究により、生命の「文字」にあたる分子である5つの核酸塩基のすべてが、小惑星リュウグウのサンプルから検出されたことが明らかになった。
小惑星の粒子は、地球上で生命の誕生を促した可能性のある化学的成分を垣間見せてくれる。リュウグウのサンプルは、宇宙航空研究開発機構（JAXA）のはやぶさ2ミッションによって2020年に宇宙から持ち帰られたものである。
2023年には、国際チームがこれらのサンプルから核酸塩基の一つ——ウラシル——を発見したと報告した。そして今回、本日Nature Astronomyに掲載された研究において、日本人科学者チームが、この手つかずの小惑星物質に5つすべての核酸塩基が含まれていることを確認した。
これは、生命の材料となるこれらの物質が、太陽系の初期において広く存在していた可能性を示している。
なぜ核酸塩基を探すのか
核酸塩基とは、DNAおよびRNAの遺伝情報における「文字」を構成する、窒素を含む有機分子である。5つの主要な核酸塩基は、アデニンとグアニン（プリン類と呼ばれる）、そしてシトシン、チミン、ウラシル（ピリミジン類と呼ばれる）である。
これらの分子は糖とリン酸と結合してヌクレオチドを形成し、それが遺伝物質の構成単位となる。核酸塩基がなければ、生物の成長・繁殖・進化を可能にする遺伝暗号は存在しえない。
リュウグウのサンプルに含まれるプリン類とピリミジン類を研究することで、科学者たちは原始的な小惑星の化学的な歴史を再構築できる。ひいては、生命の構成要素が太陽系全体でどのように形成され、存在していたかについての理解を深めることができる。
はやぶさ2は合計5.4グラムの手つかずの小惑星物質を持ち帰った。研究者たちは汚染を防ぐため、超清潔な実験室環境を使用しなければならない。有機分子は水と塩酸を用いて抽出され、その後さらなる検出のために精製された。
分析された2つのリュウグウサンプルの両方から、おおむね同程度の量で5つすべての核酸塩基が検出された。
宇宙に存在する遺伝物質の主要成分
今回の結果は、宇宙岩石に関する従来の知見とも一致する。1969年にオーストラリアに落下したマーチソン隕石と、1864年にフランスに落下したオルゲイユ隕石からは、以前にも核酸塩基を含む豊富な種類の有機分子が検出されている。
もちろん、地球に落下した隕石は、その飛行中や着地の際に汚染される可能性がある。しかし、NASAの小惑星ベンヌミッションで採取された手つかずのサンプルからも、2025年に5つすべての核酸塩基が検出されている。
リュウグウ、ベンヌ、そしてオルゲイユ隕石の母天体といった小惑星は、太陽系初期の残骸である。これらは約45億年にわたり、物質をほぼ変化させることなく保存できる。
興味深いことに、これらの小惑星には化学的な違いがある。マーチソンはプリン類が豊富である一方、ベンヌとオルゲイユはピリミジン類をより多く含む。このバランスは、どの核酸塩基が形成されうるかに影響を与える重要な分子であるアンモニアによって左右されると考えられている。
リュウグウの比較的手つかずのサンプルを調べ、マーチソンやオルゲイユなどの隕石と比較することで、研究者たちは生命の分子的起源候補が歩んだ宇宙の旅をたどっている。
これらの結果は、遺伝物質の主要成分が宇宙で形成され、後に初期地球へと届けられた可能性を示唆している。すなわち、私たちの惑星における生命の物語は、こうした古代の小惑星の化学と深く結びついているのかもしれない。
生命の材料が歩んだ道
これらの発見を総合すると、太陽系全体に存在する炭素質の小惑星には、多様な前生物的化学物質が含まれていることがわかる。ただし、プリン類とピリミジン類のバランスなど、分子の正確な組成は小惑星の化学的環境や歴史によって異なる。
リュウグウのサンプルは宇宙空間で直接採取され、地球上の汚染から守られているため、古代の太陽系化学を最も明確に示す資料の一つとなっている。
リュウグウで5つすべての核酸塩基が発見されたことは、生命の分子的材料が数十億年前にすでに宇宙で形成されていた可能性を示唆している。小惑星がそれらの材料を初期地球に届けたとすれば、生命の起源はより壮大な宇宙規模の化学的物語の一部ということになる。
