▲ 일본 소행성 탐사선 하야부사2가 류구(Ryugu)의 제1·제2 착륙 지점에서 각각 채취한 류구 샘플 사진
일본의 소행성 탐사선 하야부사2호가 소행성 류구(Ryugu)에서 채취해 온 샘플에서 지구 생명체 정보의 근간인 DNA와 RNA를 구성하는 핵염기(nucleobase) 5가지가 모두 검출됐습니다.
일본 해양연구개발기구(JAMSTEC) 생물지구화학센터 고가 도시키 박사팀은 17일 과학 저널 네이처 천문학(Nature Astronomy)에서 류구의 샘플을 분석, 아데닌(adenine)·구아닌(guanine)·시토신(cytosine)·티민(thymine)·우라실(uracil) 등 핵염기 5종을 모두 확인했다고 밝혔습니다.
연구팀은 "소행성이나 운석 물질에서 다양한 핵염기가 검출된 것은 이런 분자들이 초기 태양계 전반에 널리 존재할 가능성을 보여준다"며 "이는 탄소가 풍부한 소행성이 초기 지구에 생명 형성에 필요한 화학 물질을 공급했을 가능성을 시사한다"고 말했습니다.
핵염기는 지구 생명의 기반을 이루는 DNA와 RNA를 구성하는 기본 분자로 생명체의 유전 정보를 저장하고 전달하는 데 핵심 역할을 합니다.
이런 분자가 지구 밖 물질에서 발견되면 생명 구성 요소가 생명 활동 없이도 우주 환경에서 형성될 수 있음을 보여주는 중요한 단서가 됩니다.
핵염기에는 퓨린계(아데닌·구아닌)와 피리미딘계(시토신·티민·우라실)가 있으며, DNA는 아데닌, 구아닌, 시토신, 티민으로 구성되고, RNA는 아데닌 구아닌 시토신, 우라실로 구성됩니다.
이전의 류구 분석에서는 우라실 검출된 바 있고, 지구에서 발견된 운석과 지구 근접 소행성 베누(Bennu)에서 채취해온 시료에서는 더 다양한 핵염기가 발견됐습니다.
연구팀은 이 연구에서 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 소행성 탐사선 하야부사2호가 류구의 제1·제2 착륙 지점에서 채취해 2020년 지구로 가져온 샘플(A0480·C0370)에서 유기분자를 추출한 뒤 고성능 액체 크로마토그래피와 고해상도 질량분석기로 화학 성분을 정밀 분석했습니다.
그 결과 두 샘플에는 퓨린계 아데닌과 구아닌, 피리미딘계 시토신·티민·우라실 등 핵염기 5종이 모두 들어 있는 것으로 확인됐습니다.
연구팀은 이어 류구 샘플의 핵염기 조성을 1969년 호주에 떨어진 머치슨(Murchison) 운석, 1864년 프랑스 남서부에 떨어진 오르괴유(Orgueil) 운석, 미항공우주국(NASA) 소행성 탐사선 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)가 베뉴에서 채취해온 샘플의 핵염기 조성과 비교했습니다.
그 결과 류구 샘플의 퓨린계 핵염기와 피리미딘계 핵염기 비율(Pu/Py ratio)은 1.1(A0480)과 1.2(C0370)로 두 종의 핵염기 양이 비슷한 것으로 나타났습니다.
그러나 소행성 베누와 오르괴유 운석의 퓨린계/피리피딘계 핵염기 비율은 각각 0,55와 0.10으로 피리피딘계 핵염기기가 훨씬 풍부했고, 머친슨 운석은 퓨린계/미리피딘계 핵염기 비율이 약 3.4로 퓨린계 핵염기 양이 훨씬 많았습니다.
이들은 암모니아(NH₃) 농도, 물이 존재했던 환경, 화학 반응 경로 등이 핵염기 합성 방식에 영향을 준 것으로 보인다며 특히 암모니아 농도와 퓨린계/피리미딘계 비율 사이에는 강한 상관관계(R²=0.89)가 있었다고 밝혔습니다.
연구팀은 지구 밖 천체에서 기원한 이들 소행성과 운석에 들어 있는 핵염기의 비율이 이처럼 다른 것은 각 천체의 화학적 환경과 진화과정이 서로 다르기 때문이라며, 이는 각각의 모천체가 겪어온 화학적·환경적·진화적 역사의 차이를 반영한다고 설명했습니다.
이어 이처럼 화학적 차이가 있지만 소행성과 운석에서 핵염기가 검출된 것은 이런 물질이 태양계 전반에 널리 분포해 있음을 시사한다며 이 결과는 탄소질 소행성이 초기 지구에 생물이 등장하기 전 화학 물질 구성에 기여했을 가능성이 있음을 보여준다고 말했습니다.
(사진=JAXA·JAMSTEC 제공, 연합뉴스)