소행성 베누에서 발견된 생명의 기원 물질: DNA와 RNA의 구성 요소

NASA의 OSIRIS-REx 미션이 소행성 베누에서 채취한 샘플에서 DNA와 RNA의 구성 요소인 5가지 염기가 모두 검출되었다. 이번 발견은 지구 생명의 기원이 우주에 존재했을 가능성을 제기하며, 소행성이 지구에 생명의 씨앗을 전달했을 것이라는 이론을 뒷받침한다.

 

 

 

지구 생명의 기원, 소행성에서 찾다

소행성은 태양계 초기에 형성된 작은 천체로, 과거 지구에 물과 생명체의 화학적 구성 요소를 제공했을 것으로 추정된다. 지구로 떨어진 운석을 통해 소행성에 대한 연구가 진행되어 왔지만, 지구 대기와 생물권에 노출되어 오염되었을 가능성이 있어 명확한 해석에 어려움이 있었다. 따라서, 우주에서 직접 채취한 소행성 샘플은 이러한 한계를 극복하고 생명의 기원을 연구하는 데 중요한 역할을 한다. 지금까지 일본의 하야부사, 하야부사 2 미션과 미국의 OSIRIS-REx 미션만이 성공적으로 소행성 샘플을 지구로 귀환시키는 데 성공했다.

 

 

 

OSIRIS-REx 미션의 획기적인 발견

NASA의 OSIRIS-REx 미션은 소행성 베누에서 121.6g의 샘플을 채취하여 2023년 9월 지구로 귀환시켰다. 이는 지금까지 지구로 귀환한 소행성 샘플 중 가장 큰 양이다. Dr. Daniel Glavin과 Dr. Jason Dworkin이 이끄는 NASA 고다드 우주 비행 센터의 국제 OSIRIS-REx 샘플 분석팀은 이 샘플에서 암모니아와 질소가 풍부한 수용성 유기물을 발견했다. 이 연구 결과는 저명한 학술지 네이처 천문학에 발표되었다. 특히, 일본 연구진은 베누 샘플에서 DNA와 RNA를 구성하는 데 필수적인 분자인 5가지 질소 염기를 모두 검출하며, 소행성이 지구에 생명의 구성 요소를 가져왔을 수 있다는 이론을 강력하게 뒷받침하고 있다.

 

 

 

엄격한 환경에서 진행된 분석

베누 샘플은 지구 대기에 의한 오염을 방지하기 위해 질소 환경하에서 처리되었다. 규슈 대학에서 고해상도 질량 분석법을 사용하여 17.75mg의 샘플을 분석하여 탄소와 질소를 포함하는 고리 구조를 가진 유기 분자인 N-헤테로 고리를 조사했다. 이러한 정밀한 분석 과정을 통해 5가지 염기를 포함한 다양한 유기 화합물이 검출되었으며, 이는 지구 생명체의 기원을 밝히는 데 중요한 단서가 될 것으로 기대된다.

 

 

소행성 베누에서 발견된 생명의 기원 물질: DNA와 RNA의 구성 요소

NASA의 OSIRIS-REx 미션이 소행성 베누에서 채취한 샘플에서 DNA와 RNA의 구성 요소인 5가지 염기가 모두 검출되었다. 이번 발견은 지구 생명의 기원이 우주에 존재했을 가능성을 제기하며, 소행성이 지구에 생명의 씨앗을 전달했을 것이라는 이론을 뒷받침한다.

 

 

 

지구 생명의 기원, 소행성에서 찾다

소행성은 태양계 초기에 형성된 작은 천체로, 과거 지구에 물과 생명체의 화학적 구성 요소를 제공했을 것으로 추정된다. 지구로 떨어진 운석을 통해 소행성에 대한 연구가 진행되어 왔지만, 지구 대기와 생물권에 노출되어 오염되었을 가능성이 있어 명확한 해석에 어려움이 있었다. 따라서, 우주에서 직접 채취한 소행성 샘플은 이러한 한계를 극복하고 생명의 기원을 연구하는 데 중요한 역할을 한다. 지금까지 일본의 하야부사, 하야부사 2 미션과 미국의 OSIRIS-REx 미션만이 성공적으로 소행성 샘플을 지구로 귀환시키는 데 성공했다.

 

 

 

OSIRIS-REx 미션의 획기적인 발견

NASA의 OSIRIS-REx 미션은 소행성 베누에서 121.6g의 샘플을 채취하여 2023년 9월 지구로 귀환시켰다. 이는 지금까지 지구로 귀환한 소행성 샘플 중 가장 큰 양이다. Dr. Daniel Glavin과 Dr. Jason Dworkin이 이끄는 NASA 고다드 우주 비행 센터의 국제 OSIRIS-REx 샘플 분석팀은 이 샘플에서 암모니아와 질소가 풍부한 수용성 유기물을 발견했다. 이 연구 결과는 저명한 학술지 네이처 천문학에 발표되었다. 특히, 일본 연구진은 베누 샘플에서 DNA와 RNA를 구성하는 데 필수적인 분자인 5가지 질소 염기를 모두 검출하며, 소행성이 지구에 생명의 구성 요소를 가져왔을 수 있다는 이론을 강력하게 뒷받침하고 있다.

 

 

 

엄격한 환경에서 진행된 분석과 추가적인 발견

이번 분석은 홋카이도 대학의 오바 야스히로 부교수, JAMSTEC 및 게이오 대학의 다카노 요시노리 수석 연구원, JAMSTEC의 코가 토시키 박사, 규슈 대학의 나라오카 히로시 교수, 그리고 도호쿠 대학의 후루카와 요시히로 부교수를 포함하는 OSIRIS-REx 샘플 분석팀에 의해 수행되었다. 분석 결과, N-헤테로 고리의 농도가 약 5 nmol/g으로 류구에서 보고된 것보다 5~10배 높은 것으로 밝혀졌다. 연구진은 DNA와 RNA를 구성하는 데 필수적인 5가지 질소 염기인 아데닌, 구아닌, 시토신, 티민, 그리고 우라실 외에도 크산틴, 하이포크산틴, 그리고 니코틴산 (비타민 B3)을 발견했다.

 

 

베누와 류구 샘플의 차이점

코가 박사는 "이전 연구에서 소행성 류구 샘플에서 우라실과 니코틴산이 검출되었지만, 나머지 4가지 염기는 발견되지 않았습니다. 베누와 류구 사이의 N-헤테로 고리의 풍부함과 복잡성의 차이는 이들 소행성이 우주에서 노출된 환경의 차이를 반영할 수 있습니다."라고 설명했다. 이는 두 소행성의 환경 차이가 생명체의 구성 요소 형성에 미치는 영향을 보여주는 중요한 증거가 된다.

 

 

 

벤누 소행성 샘플 분석 결과: 핵 염기 비율의 특징

일본 연구진은 벤누 소행성에서 채취한 샘플을 분석하여 핵 염기의 비율이 다른 운석 샘플과 다르다는 사실을 발견했다. 이 연구는 생명체의 기본 구성 요소인 핵 염기의 기원을 밝히는 데 중요한 단서가 될 수 있다.

연구팀은 머치슨(Murchison)과 오르겔(Orgueil) 운석 샘플을 벤누 샘플과 동일한 조건에서 분석하여 비교 대상으로 삼았다. 분석 결과, 벤누 샘플에서는 퓨린(아데닌, 구아닌)과 피리미딘(시토신, 티민, 우라실)의 비율이 머치슨과 오르겔 운석 샘플에 비해 훨씬 낮게 나타났다.

 

 

 

벤누 샘플 핵 염기 비율 특징의 원인

오바(Oba) 연구원은 이러한 차이의 원인으로 몇 가지 가능성을 제시했다. 첫째, 모체(parent body) 또는 형성 경로의 차이에서 비롯되었을 수 있다. 벤누 소행성이 머치슨이나 오르겔 운석이 생성된 모체와는 다른 환경에서 형성되었을 가능성이 있다는 의미다. 둘째, 벤누 소행성이 피리미딘 형성이 더 잘 일어나는 차가운 분자 구름 환경에 노출되었을 가능성도 제기되었다. 이러한 환경적 요인이 벤누 샘플의 핵 염기 비율에 영향을 미쳤을 수 있다는 것이다.

 

 

 

추가 연구의 필요성 및 의의

나라오카(Naraoka) 연구원은 이번 연구 결과가 벤누 샘플의 핵 염기 화학을 더 심층적으로 연구해야 함을 시사한다고 결론지었다. 벤누 샘플 분석을 통해 밝혀진 핵 염기 비율 특징은 지구 생명체의 기원을 이해하는 데 중요한 퍼즐 조각이 될 수 있다. 또한, 벤누 샘플과 운석 샘플을 비교 분석한 이번 연구는 전 세계의 다른 운석들을 재분석하기 위한 기준을 제시했다는 점에서 의미가 있다. 즉, 벤누 샘플 분석 결과는 기존에 수집된 다양한 운석 샘플들의 재평가를 통해 우주 화학 연구를 더욱 발전시킬 수 있는 토대를 마련해 준 것이다.