In precedenza, nelle rocce spaziali erano già state trovate nucleobasi, i composti contenenti azoto che fungono da "lettere" nel codice genetico del nostro DNA e RNA.
Le nucleobasi (o basi azotate) sono disponibili in cinque gusti primari, adenina (A), timina (T), guanina (G), citosina (C) e uracile (U), ma fino ad ora solo A, G e U erano state identificate nei meteoriti. Nel nuovo studio pubblicato su Nature Communications gli scienziati hanno riferito di aver trovato tutte e cinque le basi azotate all'interno di meteoriti ricchi di carbonio. Le basi azotate sono composti organici eterociclici aromatici, contenenti atomi di azoto, che prendono parte alla costituzione dei nucleotidi. Possono avere un solo anello (pirimidine) o due (purine).  I nucleotidi sono le unità molecolare che compongono gli acidi nucleici DNA e RNA.
I risultati hanno mostrato, in particolare, un "rilevamento della citosina è sorprendente", perché la citosina è relativamente instabile e può reagire con l'acqua, ha affermato Yasuhiro Oba, professore associato presso l'Institute of Low Temperature Science dell'Università di Hokkaido in Giappone e primo autore dello studio. Sebbene timina e citosina non fossero state trovate prima nei meteoriti, studi di laboratorio avevano già suggerito che queste basi azotate dovessero essere presenti nelle rocce spaziali che si sono schiantate sulla Terra.

La nuova scoperta supporta l'idea che, circa quattro miliardi di anni fa, una raffica di meteoriti potrebbe aver fornito gli ingredienti necessari per far emergere la prima vita sulla Terra. Tuttavia, non tutti sono convinti che i componenti del DNA identificati siano di origine extraterrestre; piuttosto, alcuni potrebbero essere finiti nei meteoriti dopo che le rocce sono atterrate sulla Terra, ha affermato Michael Callahan, un chimico analitico, astrobiologo e professore associato alla Boise State University che non è stato coinvolto nello studio. "Sono necessari ulteriori studi" per escludere questa possibilità". Ma Supponendo che tutti i composti abbiano avuto origine nello spazio, un sottoinsieme di elementi costitutivi, una classe nota come pirimidine, è apparso in "concentrazioni estremamente basse" nei meteoriti, ha aggiunto. Questa scoperta suggerisce che le prime molecole genetiche al mondo sono emerse non a causa di un afflusso di componenti del DNA dallo spazio ma come risultato dei processi geochimici che si stavano svolgendo sulla Terra primordiale, ha detto.
Per ora, però, "è difficile dire" quale concentrazione di elementi costitutivi del DNA avrebbero dovuto contenere i meteoriti per aiutare a guidare l'emergere della vita sulla Terra, ha affermato ancora Jim Cleaves, geochimico e presidente della Società internazionale per lo studio dell'Origine della Vita, anch'egli non coinvolto nello studio.

Il team è andato a caccia di queste basi azotate in tre noti meteoriti: Murchison, Murray e Tagish Lake, chiamati condriti carboniose, che sono noti per contenere molti composti organici.

La scoperta

Nei tre meteoriti sono stati identificati idrocarburi e gli elementi costitutivi delle proteine ​​(aminoacidi), ha detto Oba. Inoltre, in un lavoro precedente, Oba e colleghi avevano rilevato una molecola elusiva chiamata esametilentetramina (HMT), che si pensa sia un importante precursore delle molecole organiche, nelle rocce spaziali.

Nel loro ultimo studio, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata cromatografia liquida ad alte prestazioni, che prevedeva l'uso di acqua pressurizzata per separare i campioni di meteorite nelle loro parti componenti. In questo modo, il team ha estratto le basi azotate da ciascun campione e quindi ha analizzato le basi utilizzando la spettrometria di massa. Questo metodo "ci ha permesso di rilevare nucleobasi con concentrazioni molto basse, fino a parti per trilione", ha detto Oba

L'analisi ha rivelato che tutti i meteoriti trasportavano adenina e guanina. I campioni di Murchison contenevano anche uracile, mentre gli altri meteoriti trasportavano almeno un isomero di uracile, ovvero un composto che contiene lo stesso numero e tipi di atomi dell'uracile ma in una diversa disposizione spaziale. Inoltre, i campioni di Murchison e Tagish Lake trasportavano timina e il meteorite Murray conteneva isomeri di timina. Tutti i meteoriti contenevano citosina, insieme a vari isomeri del composto.

Per verificare che le basi azotate fossero di origine extraterrestre piuttosto che il risultato della contaminazione terrestre, il team ha ripetuto le procedure senza alcun materiale meteoritico nelle camere di prova.
Il team ha anche avuto accesso a campioni di suolo dal sito in cui il meteorite Murchison è precipitato per la prima volta sulla Terra. Hanno rilevato alcune basi azotate nel suolo, ma "la loro distribuzione e concentrazione sono chiaramente diverse da quelle che si trovano nei meteoriti", ha detto Oba. Inoltre, alcuni isomeri specifici sono comparsi solo nei meteoriti e non nel campione di suolo; questi "strani isomeri" si vedono raramente sulla Terra ed è quindi improbabile che siano contaminanti dalla superficie del pianeta, ha detto Cleaves.

Confrontando la diversità delle basi azotate trovate nel meteorite con quella trovata nel suolo, il team ha concluso che i composti nella roccia spaziale si sono formati nello spazio. E per questo motivo, ci si aspetta che le basi azotate "abbiano contribuito all'emergere di proprietà genetiche per la prima vita sulla Terra", hanno scritto gli autori. Inoltre, il team non ha identificato un processo chimico specifico che produrrebbe C, U, T e i vari isomeri. Pertanto, tale analisi supporterebbe l'idea che tutti i composti si siano formati nello spazio interstellare. Ma ci sono ancora molte incertezze su queste affermazioni.
Secondo Cleaves una prova decisiva potrebbe essere un'analisi isotopica del carbonio e dell'azoto. Gli isotopi contengono lo stesso numero di protoni ma un numero diverso di neutroni e le firme isotopiche presenti sulla Terra sono ben distinte dalla materia nello spazio. Sfortunatamente, però, tali esperimenti richiederebbero una discreta quantità di materiale meteoritico e quindi è improbabile che vengano eseguiti.

In ogni caso, anche se i C, T e U rilevati fossero veramente extraterrestri, la loro scarsa presenza nei meteoriti mette in dubbio la teoria che la prima vita sulla Terra sia stata seminata da componenti del DNA dallo spazio, ha detto Callahan. "Se questi risultati sono rappresentativi delle concentrazioni tipiche di pirimidina nei meteoriti, allora la sintesi geochimica sulla Terra primordiale sarebbe stata probabilmente responsabile dell'emergere di materiale genetico, piuttosto che degli input provenienti dalla consegna extraterrestre", ha affermato.
Per il futuro, Oba e i suoi colleghi hanno in programma di cercare nucleobasi nel materiale raccolto direttamente dagli asteroidi, piuttosto che dai meteoriti sulla Terra.