U asteroidu – baza nukleinskih kiselina i vitamina B

Drugo vrijeme, drugi običaji: nekada je, prije dvadeset-trideset godina, bilo nezamislivo da bi znanstveni rad imao više od šest ili sedam autora, a danas, eto – upozori me kolega – na znanstveni članak koji ih ima više od stotinu. I da je barem dug! Opseže tek devet stranica, reklo bi se da je svaki od njegovih stotinu autora napisao samo jednu rečenicu.

No nije baš tako, jer unatoč malom opsegu i skromnom naslovu, „Preliminarna analiza uzoraka Hayabusa2 vraćenih s asteroida tipa C Ryugu“znanstveni rad objavljen prošle godine u časopisu Astronomija prirode donosi rezultate iza kojih je puno truda, što se vidi već iz dijagrama 33 operacije (od odvajanja spremnika s uzorcima od električnog kruga i vanjskog čišćenja spremnika do prijenosa u vakuumsku komoru, a zatim u komoru za dušik ) koje je trebalo učiniti kako bi se uzorci počeli ispitivati. Ove godine evo još jednog rada iste dužine i istog vremena u časopisu Nature Communications: „Uracil u ugljičnom asteroidu (162173) Ryugu“. To je već nešto – jer uracil je dušikova baza koja se nalazi u svakoj ribonukleinskoj kiselini iz svakog živog bića koje živi ili je živjelo na našem planetu (osim DNA-virusa, ako su virusi živi). Život u svemiru? Da, čini se da su mu tamo korijeni.

No pođimo redom. Ova dva rada (i još četiri na tu temu) proizlaze iz analize uzoraka koji su u prosincu 2020. godine dopremili na Zemlju japanske sonde Hayabusa2. Ukupno je sakupljeno 5,2 grama materijala s asteroida Ryugu, što se ne čini mnogo, ali samo dok ne saznamo da je za analizu potrebno uzeti samo 10 mg uzorka – 5,2 grama je dovoljno za više od pet stotina analiza. I više od toga, jer se mnoge analize mogu napraviti i bez razaranja uzorka. Vaganje, mjerenje veličine i oblika čestice, snimanje spektra nisu destruktivne metode, što znači da se o materijalu iz svemira može mnogo saznati a da se ne dogodi.

Ono što nam je došlo s asteroida zapravo je svemirska prašina, slična regolit s površine Mjeseca. Njezina je gustoća tek nešto veća od gustoće vode (precizno izmjerena na 1,282 ± 0,231 g/cm³), a to je dvostruko manja gustoća od gustoće ugljičnih hondrita (1660 – 3100 g/cm³). To dovodi do zaključka, koji je kasnije potvrđen drugim mjerenjima, da su ugljični hondriti meteorita koji potječu od nebeskih tijela sličnih asteroidu Ryugu. Štoviše, može se povezati s hondritima tipa CI.

Hondriti su najstarija vrsta meteorita, meteorita koji su nastali od nebeskog tijela koji nije doživio nikakvu promjenu otkako je prije 4,6 milijardi godina nastalo nakupljanjem (akrecijom) svemirske prašine. To se vidi na uzorcima asteroida Ryugu jer se oni sastoje od čestica ne većih od milimetra. Čestice se sastoje pretežno od kalcijevi aluminosilikatišto je sasvim očekivan rezultat, no nalazi li se u njima nešto organsko, ima li u njima i ugljikovih spojeva?

Da se nešto iza brda valja vidjelo se već iz spektar u infracrvenom području zračenja. Iz njega se jasno vidjelo da se u uzrocima nalaze molekule koje sadrže funkcijske skupine -OH, -NH i -CH. Elementarna analiza (omjer dušika, ugljika i vodika) ukazala je pak na srodnost materijala asteroida s materijalom ugljičnih hondrita vrste CI.

Ali najvažnije otkriće bilo je otkriće nukleobaze uracila. I ne samo ona. Uz to je također pronađeno nikotinska kiselina – vitamin B₃ ili niancin. Vitamini u svemiru?

Moglo bi se i tako reći, no ne bismo imali mnogo koristi od jedenja svemirske prašine jer u njoj ima samo 50 ppb, dakle 50 mg po toni vitamina B₃. Uracila ima dva do tri puta manje, a pronađeni su i izomer nikotinske kiseline, izonikotinske kiseline i dvije imidazol-karboksilne kiseline. Odakle su došli u svemir?

Uracil je, kao i drugi heterociklički spojevi, mogao nastati od urea(NH₂)₂CO. Taj se kemijski spoj nalazi u ugljičnim hondritima, no – začudo – nije pronađen u uzrocima asteroida. Nije pronađen ni amonijak, cijanovodik i formaldehid (metanal), spojevi od kojih nastaju aminokiselin – premda su one pronađene. Je li riječ o lošem prikupljanju uzoraka, jer je lako moguće da su hlapljivi spojevi isparili, ili o nečem drugom, to tek treba vidjeti. Nema sumnje da Ryugu krije još mnoge tajne – pa će biti posla ne samo za onih stotinu autora, nego i za mnoge druge znanstvenike diljem svijeta.

Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnom zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije i povijesti znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Još se od studentskih dana bavi popularizacijom znanosti. Autor je 3000 znanstveno-popularnih članaka te 14 znanstveno-popularnih knjiga.