U asteroidu – baza nukleinskih kiselina i vitamin B
U uzorcima asteroida Ryugu pronađen je uracil, dušikova baza iz ribonukleinskih kiselina, a uz nju i nikotinska kiselina – vitamin B3. No kako su nastali (još) se ne zna.
Drugo vrijeme, drugi običaji: nekada je, prije dvadeset-trideset godina, bilo nezamislivo da bi znanstveni rad imao više od šest ili sedam autora, a danas, eto – upozori me kolega – na znanstveni članak koji ih ima više od stotinu. I da je barem dug! Opseže tek devet stranica, reklo bi se da je svaki od njegovih stotinu autora napisao samo jednu rečenicu.
No nije baš tako, jer unatoč malom opsegu i skromnom naslovu, „Preliminary analysis of the Hayabusa2 samples returned form C-type asteroid Ryugu“, znanstveni rad objavljen prošle godine u časopisu Nature Astronomy donosi rezultate iza kojih stoji mnogo truda, što se vidi već iz sheme 33 operacije (od odvajanje posude s uzorcima od električnog sklopa i izvanjskog čišćenja kontejnera do prijenosa u vakuumsku komoru, a potom u komoru s dušikom) koje je trebalo učiniti da bi se uzorci počeli ispitivati. Ove godine evo još jednog rada, iste dužine i od iste ekipe, u časopisu Nature Communications: „Uracil in the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu“. To je već nešto – jer uracil je dušikova baza koja se nalazi u svakoj ribonukleinskoj kiselini iz svakog živog bića koje živi ili je živjelo na našem planetu (osim DNA-virusa, ako su virusi živi). Život u svemiru? Da, čini se da su mu tamo korijeni.
No pođimo redom. Ova dva rada (i još četiri na tu temu) proizlaze iz analiza uzoraka koji su je u prosincu 2020. godine dopremila na Zemlju japanska sonda Hayabusa2. Ukupno je sakupljeno 5,2 grama materijala s asteroida Ryugu, što se ne čini mnogo, ali samo dok ne saznamo da je za analizu potrebno uzeti samo 10 mg uzorka – 5,2 grama dovoljno je za više od pet stotina analiza. I više od toga, jer se mnoge analize mogu napraviti i bez razaranja uzorka. Vaganje, mjerenje veličine i oblika čestica, snimanje spektra nisu destruktivne metode, što znači da se o materijalu iz svemira može mnogo saznati a da ga se ni ne takne.
Ono što nam je došlo s asteroida zapravo je svemirska prašina, slična regolitu s površine Mjeseca. Njezina je gustoća tek nešto veća od gustoće vode (precizno izmjerena na 1,282 ± 0,231 g/cm3), a to je dvostruko manja gustoća od gustoće ugljičnih hondrita (1,660 – 3,100 g/cm3). To vodi do zaključka, koji je poslije potvrđen drugim mjerenjima, da su ugljični hondriti meteoriti koji su nastali od nebeskih tijela sličnih asteroidu Ryugu. Štoviše, može ga se povezati s hondritima vrste CI.
Hondriti su najstarija vrsta meteorita, meteorita koji su nastali od nebeskog tijela koje nije doživjelo nikakvu promjenu otkako je prije 4,6 milijarde godina nastalo nakupljanjem (akrecijom) svemirske prašine. To se vidi na uzorcima asteroida Ryugu jer se oni sastoje od čestica ne većih od milimetra. Čestice se sastoje pretežno od kalcijevih alumosilikata, što je sasvim očekivan rezultat, no nalazi li se u njima nešto organsko, ima li u njima i ugljikovih spojeva?
Da se nešto iza brda valja vidjelo se već iz spektra u infracrvenom području zračenja. Iz njega se jasno vidjelo da se u uzrocima nalaze molekule koje sadrže funkcijske skupine -OH, -NH i -CH. Elementarna analiza (omjer dušika, ugljika i vodika) ukazala je pak na srodnost materijala asteroida s materijalom ugljičnih hondrita vrste CI.
No najvažnije otkriće, bilo je otkriće nukleobaze uracila. I ne samo nje. Uz nju je pronađena i nikotinska kiselina – vitamin B3 ili niancin. Vitamini u svemiru?
Moglo bi se i tako reći, no ne bismo imali mnogo koristi od jedenja svemirske prašine jer u njoj ima samo 50 ppb, dakle 50 mg po toni vitamina B3. Uracila ima pak dva do tri puta manje, a još je pronađen izomer nikotinske kiseline, izonikotinska kiselina, te dvije imidazol-karboksilne kiseline. Odakle one u svemiru?
Uracil je, kao i drugi heterociklički spojevi, mogao nastati od uree, (NH2)2CO. Taj se kemijski spoj nalazi u ugljičnim hondritima, no – začudo – nije pronađen u uzrocima asteroida. Nije pronađen ni amonijak, cijanovodik i formaldehid (metanal), spojevi od kojih nastaju aminokiseline – premda su one pronađene. Je li riječ o lošem prikupljanju uzoraka, jer je lako moguće da su hlapljivi spojevi isparili, ili o nečem drugom, to tek treba vidjeti. Nema sumnje da Ryugu krije još mnoge tajne – pa će biti posla ne samo za onih stotinu autora, nego i za mnoge druge znanstvenike diljem svijeta.
Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije i povijesti znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je 3000 znanstveno-popularnih članaka te 14 znanstveno-popularnih knjiga.