אבני בניין של דנ”א יכולים להיווצר בחלל

ראיות חדשות למציאת חומצות אמינו המהוות חלק מה-DNA בחלל

חוקרים העובדים בשיתוף פעולה עם נאס”א השיגו ראיות לכך כי חלק מאבני הבניין של דנ”א, המולקולה האוצרת בתוכה את ההוראות הגנטיות לחיים, מקורם במטאוריטים וכי הם כנראה נוצרו בחלל. המחקר מספק תימוכין לתיאוריה כי אוסף של רכיבים מוכנים שנוצרו בחלל והועברו לכדור הארץ ע”י מטאוריט וכוכבי שביט שהתנגשו בו סייעו להתפתחותם של החיים בכוכב שלנו.

“חוקרים מגלים רכיבים של דנ”א במטאוריטים מאז שנות השישים, אולם הם לא היו בטוחים אם אלו נוצרו בחלל או שהם הגיעו מזיהומים שמקורם ביצורים חיים המצויים על פני כדור הארץ,” אמר ד”ר Michael Callahan, חוקר מנאס”א. “לראשונה אי פעם, יש לנו שלוש ראיות אשר במשולב מעניקות לנו ביטחון כי אבני בניין אלו של הדנ”א אכן נוצרו בחלל.” ממצאי המחקר פורסמו בכתב העת המדעי Proceedings of the National Academy of Sciences.

התגלית מוסיפה נדבך לסדרת ההוכחות ההולכת וגדלה לכך כי הכימיה שבתוככי אסטרואידים ושביטים מסוגלת להפיק אבני בניין של מולקולות ביולוגיות חיוניות. לדוגמה, בעבר מדענים אלו מצאו חומצות אמיניות בדגימות שמקורן בשביט ששמו Wild 2 ובמספר מטאוריטים עתירי-פחמן. חומצות אמיניות משמשות להכנת חלבונים, המולקולות החיוניות לחיים המשמשות בכל, החל ממבנים כגון שיער ועד אנזימים, הזרזים המאיצים או המווסתים תגובות כימיות בגוף.

במחקר החדש, צוות המדענים אסף דגימות משנים-עשר מטאוריטים עתירי-פחמן, שתשעה מהם נמצאו באנטרקטיקה. החוקרים מיצו כל אחת מהדגימות בעזרת תמיסה של חומצה פורמית ובדקו אותן באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית, שיטה כימית המשמשת להפרדת תערובת של תרכובות. בשלב הבא הם בחנו את הדגימות בעזרת ספקטרומטר מסות המסייע בקביעת המבנה הכימי של התרכובות הנפרדות.

החוקרים מצאו בדגימות אלו אדנין וגואנין, שהם מרכיבים של הדנ”א הקרויים בסיסים נוקליאוטידים, וכן את התרכובות היפוקסאנטין וקסאנטין. דנ”א הוא מבנה דמוי סולם לולייני – אדנין וגואנין נקשרים לשני בסיסים נוקליאוטידים אחרים ליצירת השלבים של הסולם הלולייני. הם מהווים חלק מהצופן הגנטי השולט במנגנון התאי המבוקר ע”י החלבונים. היפוקסאנטין וקסאנטין אינם מצויים בדנ”א, אולם הם חיוניים בתהליכים ביולוגיים אחרים.

בנוסף, הצוות גילה בשניים מהמטאוריטים, לראשונה אי פעם, כמויות קטנות של שלוש מולקולות הקשורות לבסיסים נוקליאוטידים: פורין, 2,6-דיאמינופורין ו- 6,8-דיאמינופורין; השתיים האחרונות כמעט ואף פעם לא מופיעות במערכות ביולוגיות. תרכובות אלו מכילות את אותו השלד המבני כשל בסיסים נוקליאוטידים אולם הן בעלות מבנה מעט שונה.

מולקולות אלו, הקשורות לבסיסים נוקליאוטידים ואשר קרויות אנאלוגים לבסיסים נוקליאוטידים, מספקות את החלק הראשון בראיה לכך שהתרכובות במטאוריטים הגיעו מהחלל ולא מזיהומים ארציים.

“לא תצפה לגלות את האנלוגים הללו אם המקור להם הוא זיהומים ארציים, מאחר והם אינם משמשים במערכות ביולוגיות,” מסביר החוקר הראשי. “מאידך, אם אסטרואידים מתנהגים כ”מפעלים” כימיים להפקת חומרים טרום-הופעת החיים, אתה אכן תצפה כי הם יפיקו צורות שונות של בסיסים נוקליאוטידים, ולא רק את הצורות הביולוגיות, וזאת בעקבות מגוון חומרי המוצא והתנאים השונים הקיימים באסטרואיד.”

הצוות בחן גם דגימה במשקל של שמונה קילוגרמים של קרח מאנטרקטיקה, שם נמצאו מרבית המטאוריטים של המחקר, תוך שימוש באותן השיטות הכימיות כשל בדיקת המטאוריטים. הכמויות של שני הבסיסים הנוקליאוטידים, ושל התרכובות קסאנטין והיפוקסאנטין, שנמצאו בקרח, היו הרבה יותר קטנות מאשר במטאוריטים. חשוב מכך, אף אחד מהאנלוגים של הבסיסים הנוקליאוטידים לא נמצא בדגימת הקרח. אחד מהמטאוריטים שהכיל מולקולות אנאלוגיות של בסיסים נוקליאוטידים הגיע מאוסטרליה, והצוות בחן גם דגימת קרקע שנאספה בסמוך לאתר ההתנגשות. בדיוק כפי שהיה עבור דגימת הקרח, דגימת הקרקע לא הכילה אף אחת ממולקולות האנלוגים של הבסיסים הנוקליאוטידים שנמצאו במטאוריט. ממצאים אלו מהווים את החלק השני בתימוכין לתיאוריה של החוקרים.

החלק השלישי של הראיה לתיאוריה מגיע מהצלחתם של החוקרים להפיק את הבסיסים הנוקליאוטידים הללו – הן הביולוגיים והן הלא-ביולוגיים – באמצעות תגובה לא-ביולוגית לחלוטין. “במעבדה, הצלחנו להפיק את אותן המולקולות באמצעות תגובות כימיות לא-ביולוגיות מתוך המגיבים ציאניד מימני, אמוניה ומים. ממצאים אלו מספקים מנגנון מתקבל על הדעת לסינתזה שלהן באסטרואידים ותומכים בתיאוריה כי מקורן מחוץ לכדור הארץ,” מסביר החוקר.

הידיעה על המחקר