Moleculen die centraal staan in al het leven op aarde zijn terug te vinden op meteorieten. Dankzij technologische innovaties kunnen metingen dat eindelijk aantonen.

De vijf bouwstenen van DNA- en RNA-moleculen zijn gevonden op meteorieten die op aarde zijn neergestort. Drie daarvan zijn al eerder gevonden op meteorieten, maar nu zijn ook de laatste twee eindelijk aangetroffen: cytosine en thymine. Japanse onderzoekers publiceren over de bevinding in wetenschappelijk tijdschrift Nature Communications.

DNA en RNA behoren tot de belangrijkste moleculen van het leven. DNA bevat alle genetische informatie van een organisme, RNA is een hulpmiddel om die genetische informatie tot uiting te brengen. Beide moleculen bestaan uit een lange reeks van nucleobasen. Dat is voor te stellen als een reeks van vijf verschillende DNA- of RNA-letters, die in elk dier en elke plant in een unieke volgorde staan. Die vijf letters staan voor de nucleobasen adenine (A), cytosine (C), guanine (G), thymine (T) en uracil (U).

Hoe je stress kunt hacken en kunt veranderen in iets positiefs
LEES OOK
Hoe je stress kunt hacken en kunt veranderen in iets positiefs

Langverwachte vondst

De eerste vondst van nucleobasen op meteorieten in de jaren zestig was een verrassende ontdekking, die de weg vrijmaakte voor het idee dat deze bouwstenen uit de ruimte afkomstig zijn, en dat het leven op aarde misschien op die manier een duwtje in de rug kreeg.

Inmiddels is de vondst allerminst onverwacht: de A-, G- en T-nucleobasen waren allang aangetroffen, dus was het juist een raadsel waarom de laatste twee nog steeds niet op meteorieten waren gevonden. Chemici hebben in het lab de omstandigheden nagebootst die in de ruimte heersen, en geconcludeerd dat alle vijf nucleobasen op meteorieten zouden moeten ontstaan – en dus ook daar te vinden moeten zijn.

Nu blijkt dat alle vijf nucleobasen al die tijd wel degelijk al op de meteorieten zaten. De onderzoekers bestudeerden het gruis van drie meteorieten die in de vorige eeuw de aarde bereikten: de Murchison-, 941 Murray- en Tagish Lake-meteorieten.

Diverse onderzoekers kregen al eerder de kans om stukjes van die meteorieten te analyseren, maar lange tijd was meetapparatuur nog niet goed genoeg om de zeer lage concentraties te detecteren. Dankzij technologische innovaties konden de Japanse onderzoekers nu meten dat de laatste twee nucleobasen in zeer lage hoeveelheden voorkwamen: van elk miljard aanwezige deeltjes, zijn er slechts een paar cytosine of thymine.

Bevestiging van theorie

‘Het is mooi om labwerk bevestigd te zien door metingen. Er bestaat nu duidelijkheid dat de missende nucleobasen in meteorieten te vinden zijn, als je maar goed zoekt’, zegt Sijbren Otto. Hij is hoogleraar systeemchemie aan de Rijksuniversiteit Groningen.

‘Nu weten we dat ze aanwezig zijn, maar hoe kom je vanaf deze bouwstenen bij een stukje RNA of DNA?’, vraagt Otto zich wel af. ‘Om tot DNA of RNA te komen, heb je meer nucleobasen nodig dan de hoeveelheden die deze meteorieten aanleveren.’

Voor het idee dat nucleobasen die via de ruimte op aarde zijn gekomen een rol hebben gespeeld bij het ontstaan van leven op aarde, biedt de nieuwe studie dan ook weinig ondersteuning. ‘Er zijn veel wetenschappers die proberen te achterhalen welk pad het leven heeft genomen. Dat blijft nog een raadsel.’

Meerdere chemische wegen naar Rome

De Japanse onderzoekers zijn helemaal niet bezig met de oorsprong van DNA op aarde. Zij richtten zich puur op de vraag hoe de nucleobasen op de komeet ontstaan kunnen zijn. Dat kan via meerdere chemische routes gebeurd zijn. Om te achterhalen welke daadwerkelijk heeft plaatsgevonden, bestuderen ze naast nucleobasen ook welke moleculen nog meer op de meteoriet te vinden zijn. De aanwezigheid van sommige moleculen verraadt de chemische reacties die geleid kunnen hebben tot het ontstaan van de nucleobasen, de afwezigheid van andere suggereert welke chemische routes in de ruimte weer minder of niet voorkomen.

Eén stof die op de meteoriet te vinden is, springt in het oog: imidazool. Die komt in vele soorten en maten voor op de meteoriet, en kan mogelijk verklaren waarom de ene nucleobase veel minder voorkomt dan de andere. Imidazool en zijn afgeleiden zijn hartstikke stabiel, kunnen makkelijk ontstaan, en lijken veel meer op guanine en adenine.

Het lijkt erop dat dit molecuul een rol speelt bij het ontstaan van deze DNA-basentypes, en dat deze chemische route in de kosmos eerder plaatsvindt dan de route naar het C- en T-type.