地球近傍小惑星「ベンヌ」で採取された試料から、地球上の生物が持つアミノ酸のひとつ「トリプトファン」が新たに検出された。
米航空宇宙局(NASA)の研究者らがこのほど米科学アカデミー紀要(PNAS)に発表した。試料は2020年にベンヌに着陸したNASAの探査機「OSIRIS-REx」(オサイリス・レックス)が採取し、23年に地球に届けた岩石やちりの一部。回収カプセルに入っていた121.6グラムの試料は分析のため、世界各地の研究チームに分配されていた。ベンヌの構成成分には初期の太陽系の組成が反映されているため、生命の起源をさぐる重要な手がかりとなる。すでにこれまでの分析で、地球上の全生物が持つアミノ酸20種類のうち14種類や、DNAとRNAの遺伝情報を担う核酸塩基5種類すべてが見つかっていた。
もうひとつの小惑星「リュウグウ」についても、日本の探査機が19年に採取した試料からアミノ酸を発見。地上に落ちたさまざまな隕石(いんせき)からもアミノ酸が見つかっている。新たな研究では、まだ最終的に断定されてはいないものの、15種類目のアミノ酸としてトリプトファンが明確に検出された。
研究に参加したNASAゴダード宇宙飛行センターの天体化学者、ホセ・アポンテ氏は「ベンヌでトリプトファンが見つかったのは重要な成果だ。トリプトファンはアミノ酸の中でも構造が複雑で、隕石など宇宙からの試料ではこれまで検出されたことがなかった」と説明した。
同氏はメールを通し、トリプトファンが「宇宙で自然発生したと分かれば、初期の太陽系ですでにこうした生命の原材料がつくられ、生命が誕生しやすい環境だったことになる」と述べた。
ベンヌの名前は太陽や創造、再生を象徴する古代エジプトの神に由来し、直径は約500メートル。NASAによれば、20億~7億年前に火星と木星の間にある小惑星帯で、はるかに大きな母天体の破片から形成されたと考えられる。成分には、約45億年前にさかのぼる太陽系初期の化学組成が反映されているという。ベンヌは約175万年前から地球を周回し、約6年おきに地球に接近する。データによれば、2182年に地球に衝突して全世界に寒冷化をもたらす可能性がある。その確率は2700分の1、つまり0,037%と推定されている。
ベンヌの構成成分はもともと、太陽系誕生以前の超新星爆発で生じた物質に由来する。爆発時の超高温状態で合成され、その後ベンヌが形成された時の熱や太陽からの放射線にさらされてさらに変化した。ほかにもアミノ酸のような分子の合成を助けるアンモニアやさまざまなミネラルなど、生命自体ではないが、生命に必要な多くの原材料が含まれることが分かっている。
新たな研究を率いたNASAゴダード宇宙センターの博士研究員で有機地球化学者のエンジェル・モハロ氏は、「まだ解けていないパズルのピースのようだ」と話す。「トリプトファンの発見により、宇宙で発生してから地球にやって来た可能性のあるアミノ酸がまたひとつ増えた」
ベンヌでは過去に33種類のアミノ酸が見つかったが、このうち地球上の生物のたんぱく質を構成するアミノ酸はトリプトファンが15種類目。トリプトファンは睡眠の質に関与し、人間が体内で合成できず食事で摂取する必要がある必須アミノ酸のひとつでもある。モハロ氏は、チームが分析したわずか50ミリグラムの試料にトリプトファンが含まれていたことを確認するにはさらなる検証が必要だと述べた。一方、専門家らによればベンヌからの試料は純度が高く、地球上の物質が混入した可能性は低いという。ベンヌの表面から直接採取した試料は、地球上に落下する隕石のように大気圏突入で化学組成が変化していないため、太陽系初期の「タイムカプセル」としての信頼性がはるかに高い。
米アリゾナ大学で惑星科学と宇宙化学を研究するダンテ・ローレッタ教授によると、OSIRIS-RExが持ち帰った試料からは、大気圏突入で失われるような塩やミネラル、有機物が初めて検出された。ローレッタ氏によれば、ベンヌの母天体ではさまざまな場所、時期に液体が分布し、それぞれに化学物質の体系があった。試料には一連の特徴的な体系が保存され、地球で生命が誕生するずっと前から活発な、有機物の多い液体が点在していたことが分かるという。
生命の起源に関する研究の先駆者だったハロルド・モロウィッツ氏によると、生命体の核を構成する分子は、初期の太陽系に由来する分子の「化石」とも考えられる。ベンヌの試料からトリプトファンなどのアミノ酸が見つかったことで、この説は説得力を増す。英ロンドン自然史博物館の惑星科学者、サラ・ラッセル教授は、全体像を把握するためには地上で回収される何千個もの隕石に加え、探査機が持ち帰る純度の高い試料が必要だと強調する。ラッセル氏は今回の研究に参加していないが、「トリプトファンの発見は特に驚きだ」と述べ、「これは隕石にはみられない。大気圏を通過し、地上に落下する過程で失われてしまうからだろう」と指摘した。