生命の起源解明に期待！小惑星「リュウグウ」から核酸塩基とビタミンを発見

わずか10mgの試料から生命誕生以前の謎解明の糸口を抽出

2020年12月、「はやぶさ2」が小惑星「リュウグウ」の粒子（5.4g）を無事に地球へ持ち帰ることに成功し、世界初となる炭素質小惑星より直接採取された試料の分析が実現した。

分析は6つのサブチームからなる「はやぶさ2初期分析チーム」によって、組成や成分に関して詳細に行われ、リュウグウの成因など太陽系における物質進化に関する重要な知見を明らかにしてきた。

今年2月には、サブチームの一つ、可溶性有機分析チーム（代表：九州大学 奈良岡浩教授）が、試料にアミノ酸やカルボン酸、有機アミンなど固有の有機化合物が存在することを明らかにしている。

今回の発見は、北海道大学低温科学研究所の大場康弘准教授、国立研究開発法人 海洋研究開発機構（JAMSTEC）の高野淑識上席研究員、九州大学大学院理学研究院の奈良岡浩教授ら国際共同研究グループの研究によるもの。

同グループはリュウグウの最表層、地表下に由来する2種類の試料（約10mg）から得た抽出物を酸加水分解し、独自開発された“超高分解能質量分析法”を駆使して加水分解物中の核酸塩基など、窒素複素環化合物（※）を分析した。

※窒素複素環化合物…核酸塩基のように窒素原子が環状化合物の基本骨格の一部を構成する有機化合物。

クリーンルームで超高分解能質量分析法による精密解析を行う様子。極微量試料分析用に最適化した多段的溶媒を抽出する

画像提供：北海道大学

分析の結果、生命のRNAに必須とされる核酸塩基のウラシルが試料1gあたり最大32ng（ナノグラム：1ng=10億分の1g）、さらにビタミンB₃も試料1gあたり最大99ngが抽出された。

多様な起源を持つ物質が存在し、更なる解明に期待

ウラシルとビタミンB₃は、2種類の試料のうち地表下サンプルでより濃度が高いことから、リュウグウの最表層での宇宙線や真空紫外光による分解の影響が強く示唆される。このように小惑星上での有機分子の空間分布と要因が議論された例はなく、今回の研究は従来の隕石分析では成し得なかった成果をあげた。

「はやぶさ2」がリュウグウでウラシルとビタミンを含む試料を採取するイメージ図

（C）NASA Goddard/JAXA/Dan Gallagher

小惑星リュウグウの表層および地下環境の物理化学因子モデルの概要

資料提供：北海道大学

これらの窒素複素環化合物の分布からは、太陽系が形成される以前の光化学反応で生成された成分と、太陽系形成時に生成された成分も混在し、リュウグウが多様な起源を持つ物質から形成されたという先行研究と一致し、それを強く支持する成果となった。

また、有機分子の化学進化の実像が示され、地球上で最初の生命がどのように誕生したのか？という究極の謎において、地球外物質によって供給された成分がその材料となったという説をより強く裏付けることとなった。

「隕石など地球外物質に含まれる有機化合物が原始地球上での生命誕生の材料となった」という生命の起源に関する仮説が提唱されてから約30年。

今回のように、地球外で採取された試料から超微量有機化合物が検出できる時代に突入したことで、今後は「はやぶさ2」プロジェクトにとどまらず、国内外で進行中の地球外サンプルリターン計画の意義と期待がより高まってくるだろう。

なお直近では今年9月にNASA主導による国際研究計画「OSIRIS-REx」にて、炭素質小惑星「ベヌー」のサンプルが地球へと送り届けられる予定だ。

はやぶさ2初期分析チームによる精密分析技術や実証経験が、それら大規模な国際研究計画の成功を導き、生命の誕生に至る物質進化、太陽系物質科学の統合的な理解に貢献できることを大いに期待したい。