Ein internationales Forscherteam aus Japan und den USA konnte Ribose und andere bioessentielle Zucker in zwei urtümlichen Meteoriten, NWA 801 and Murchison, nachweisen.
Zucker sind für das Leben unverzichtbare chemische Verbindungen, die an essentiellen metabolischen Reaktionsketten beteiligt sind und als Bestandteile von Zuckerphosphat das Rückgrat genetischer Moleküle darstellen.
Der Zucker Ribose ist als ein Baustein der RNA besonders essentiell. RNA könnte in primitiven irdischen Lebensformen sowohl als Informationsträger gedient als auch biologische Reaktionen katalysiert haben.
“Bereits vorher wurden weitere wichtige Bausteine des Lebens in Meteoriten gefunden, einschließlich Aminosäuren (als Proteinbestandteile) und Nukleobasen (Bestandteile von DNA und RNA); Zucker jedoch fehlten bisher in der Liste der nachgewiesenen wesentlichen Lebensbausteine,” sagt Dr. Yoshihiro Furukawa, Forscher am Department of Earth Science an der Tohoku University.
“Die Forschungsergebnisse liefern den ersten direkten Beweis für die Existenz von Ribose im All und den Transfer dieses Zuckers zur Erde. Der extraterrestrische Zucker mag zu der Formierung von RNA auf der präbiotischen Erde beigetragen und damit zum Ursprung des Lebens geführt haben.”
“Es ist bemerkenswert, dass eine so fragile Verbindung wie Ribose in solch einem uralten Material nachgewiesen werden konnte,” meint Dr. Jason Dworkin, Wissenschaftler der Solar System Exploration Division am Goddard Space Flight Center der NASA.
“Diese Ergebnisse helfen uns, unsere Untersuchungen an den sehr sauberen Proben der primitiven Asteroiden Ryugu und Bennu zu planen, die mit der Rückkehr der Raumschiffe Hayabusa 2 der JAXA und OSIRIS REx der NASA erwartet werden.“
“ 2-Desoxyribose, der in der DNA eingebaute Zucker, wurde in keinem der in dieser Studie untersuchten Meteoriten detektiert,” so Dr. Danny Glavin, ebenso von der Solar System Exploration Division am Goddard Space Flight Center der NASA.
“Dies ist wichtig, weil da eine überschüssige Zufuhr von extraterrestrischer Ribose zu der frühen Erde gewesen sein könnte, welches mit der Hypothese vereinbar ist, dass die RNA sich als Erste entwickelte.”
Die Autoren der Studie analysierten pulverisierte Proben von drei kohlehaltigen chondritischen Meteoriten — NWA 801, Murchison und NWA 7020 — mittels Gaschromatographie und Massenspektrometrie, bei der Moleküle nach Masse und elektrischer Ladung sortiert werden.
Sie fanden, dass die Gehalte an Ribose, Arabinose, Xylose und Lyxose sich in dem Meteoriten NWA 801 zwischen 2,3 und 11ppb ( parts per billion, deutsch: Teile pro Milliarde, d.h. µg/kg) bewegten und im Murchinson-Meteoriten zwischen 6,7 und 180 ppb.
Da Leben auf der Erde geradezu allgegenwärtig ist, mußten sie bei den gefundenen Zuckermolekülen lediglich eine Kontamination als Quelle befürchten.
Zahlreiche Beweislinien inklusive Isotopenanalyse zeigten dann allerdings, dass eine Kontamination als Quelle unwahrscheinlich ist.
Als Isotope bezeichnet man Atomarten, deren Atomkerne gleich viele Protonen, aber unterschiedlich viele Neutronen enthalten.. Zum Beispiel bevorzugt das Leben auf der Erde die leichtere Variante mit 12 Kernbausteinen, davon 6 Neutronen (12C) vor der schwereren Version mit 7 Neutronen (13C). Der Kohlenstoff in den Zuckern der Meteorite jedoch war signifikant mit dem schwereren 13C angereichert, über dem Gehalt, der in der terrestrischen Biologie zu beobachten ist. Dieser Umstand stützt die Schlussfolgerung, dass die Zuckermoleküle aus dem Weltall kamen.
Die Forscher planen nun, weitere Meteoriten zu untersuchen, um eine bessere Vorstellung von Vorkommen und Verbreitung extraterrestrischer Zucker zu bekommen.
Ebenso soll erforscht werden, ob es bei den Zuckermolekülen aus dem All eine Bevorzugung rechtshändiger oder linkshändiger Stereoisomere gibt.
Die Forschungsergebnisse wurden in den Proceedings of the National Academy of Sciences Publiziert.
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Yoshihiro Furukawa et al. Extraterrestrial ribose and other sugars in primitive meteorites. PNAS, published online November 18, 2019; doi: 10.1073/pnas.1907169116