Forscher haben erstmals Nukleobasen, die grundlegenden Bausteine der DNA, in einer präzisen Labor-Simulation interstellaren Gaswolken nachgewiesen. Diese Wolken schweben in den weiten Räumen zwischen den Sternen.
Diese bahnbrechende Entdeckung rückt das Verständnis der Ursprünge des Lebens auf der Erde in greifbare Nähe, betonen die Wissenschaftler.
„Dieses Ergebnis könnte der Schlüssel zur Klärung grundlegender Fragen für die Menschheit sein, etwa darüber, welche organischen Verbindungen während der Entstehung des Sonnensystems existierten und wie sie zur Geburt des Lebens auf der Erde beitrugen“, erklärt Dr. Yasuhiro Oba vom Institut für Niedrigtemperaturwissenschaft der Universität Hokkaido, Leiter des Forschungsteams.
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Die Grundbaueinheit der DNA, das Nukleotid, setzt sich aus einer Nukleobase, einem Zucker und einem Phosphat zusammen. Frühere Studien zu Bedingungen in interstellaren Molekülwolken hatten Zucker und Phosphat nachgewiesen, jedoch nie Nukleobasen.
Das Team simulierte eine interstellare Molekülwolke, indem es ein gasförmiges Gemisch aus Wasser, Kohlenmonoxid und Ammoniak in eine mit kosmischem Simulationsstaub gefüllte Vakuumkammer pumpte und auf -263 °C abkühlte.
Dann aktivierten sie speziell entwickelte UV-Lampen, um chemische Reaktionen auszulösen. Dadurch bildete sich ein Eisfilm auf der Stauboberfläche.
Anschließend erwärmten sie die Probe auf Raumtemperatur und analysierten sie mit einem hochauflösenden Massenspektrometer. So identifizierten sie mehrere Nukleobasen wie Cytosin, Thymin und Adenin – drei der vier Basen, aus denen die DNA besteht.
Zudem fanden sie Aminosäuren, die Bausteine von Proteinen – einem weiteren Schlüssel für die Entstehung von Leben.
Das Team geht davon aus, dass frühere Experimente Nukleobasen produziert hatten, die Analysewerkzeuge damals jedoch nicht sensibel genug waren, um sie in komplexen Mischungen zu detektieren.
„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die von uns reproduzierten Prozesse zur Bildung der molekularen Vorläufer des Lebens führen könnten“, so Oba. „Die Ergebnisse könnten unser Verständnis der frühen Stadien der chemischen Evolution im Weltraum verbessern.“