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November 6, 2009
(PhysOrg.com) -- 研究生命起源的 NASA 科學家在實驗室中複製了尿嘧啶（uracil）-- 我們遺傳物質的關鍵成份。他們發現，當包含嘧啶（pyrimidine）冰樣本在太空般的狀態下暴露於紫外輻射中會產生這種生命不可或缺的成份。
嘧啶是一種由碳與氮組成的環型分子，是尿嘧啶的基礎結構。可在 RNA 中發現的遺傳密碼有一部份是尿嘧啶，而 RNA 是蛋白質合成的中樞，但也扮演其他多種角色。
"我們首度證明，我們能在實驗室如外太空般的條件下，以非生物方式製造 RNA 的成份之一 -- 尿嘧啶，" Michel Nuevo，加州 Moffett Field， NASA Ames 研究中心的研究科學家表示。"我們證明，這些實驗室過程，那模擬外太空的事件，能製造出一種為地球上活生命體所利用的根本基石。"
Nuevo 是一篇題為「Formation of Uracil from the Ultraviolet Photo-Irradiation of Pyrimidine in Pure Water Ices」之研究論文的領導作者，那於 2009 10/1 發表在 Astrobiology vol. 9 no. 7。
多年來，NASA Ames 科學家早已能模擬出可在星際空間與外太陽系發現的環境。在這段期間，他們研究一種富含碳的成份，稱為多環芳香烴（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs，多環芳香族碳氫化合物），在隕石中那已獲得確認，而且是宇宙中最常見的、富含碳的化合物。PAHs 通常是有六個碳的環狀結構，那類似融合的六角形，或一塊細鐵絲網（chicken wire，雞網）。
嘧啶也可在隕石中發現，然而科學家仍不知道它的起源。那可能類似富含碳的 PAHs，因為它很可能在垂死紅巨星的最後爆發中被製造出來，或是在星際氣體與塵埃的稠密星雲中形成。
"像嘧啶那樣的分子，在它們的環型結構中有氮原子，這使它們有點「虛（whimpy）」。與其未含氮的相似物相較，它們身為一種較不穩定的分子，易受輻射毀滅，" Scott Sandford 說，Ames 的太空科學研究者。"我們想試驗嘧啶是否能存留於太空中，以及它是否能忍受將它轉變成更複雜有機種類的反應，例如核鹼基（nucleobase）尿嘧啶。"
理論上，研究者認為，若嘧啶能存留夠久以便遷移到星際塵埃中，它們也許能夠保護它們自己不被輻射摧毀。一旦在星雲中，絕大部份的分子會凝固成塵粒（dust grains，很像冬天時，你呼出的氣體在冰冷的窗戶上凝結）。
這些星雲稠密到足以遮擋掉外圍許多太空輻射，因而能為內部的分子提供某些保護。科學家在 Ames Astrochemistry Laboratory 實驗室中試驗他們的假說。在實驗期間，他們將內含嘧啶的冰樣本暴露在如同太空環境裡的紫外輻射中 -- 那包括高度真空、極低溫度（攝氏負 171.11 度）以及嚴酷的輻射。
他們發現，當嘧啶被冷凍在水冰中時，它不易受到輻射破壞，反而呈現出新的樣貌，例如 RNA 成份尿嘧啶，那可在地球上所有活生命體的遺傳構造中發現。
"我們試著處理在太空中形成這些分子的機制。考慮我們在實驗室中所製造的，那些暴露在紫外輻射中的冰化學物質，很可能是「太空中發生了什麼事」以及「什麼東西在其形成之初落到地球上」之間，一種重要的連結步驟，" Stefanie Milam 說，NASA Ames 研究者，本論文共同作者。
"沒人真的了解生命如何在地球上開始。我們的實驗證明，地球一旦形成後，許多生命的基石很可能打從一開始就已存在。因為我們模擬的是天體物理學的狀態，當行星形成時很可能跟它一樣，" Sandford 解釋。
※ 相關報導︰
＊ Formation of Uracil from the Ultraviolet Photo-Irradiation of Pyrimidine in Pure H2O Ices
http://www.liebertonline.com/doi/abs/10.1089/ast.2008.0324
Michel Nuevo, Stefanie N. Milam, Scott A. Sandford,＊ NASA 科學家發現生命源於太空的線索
Jamie E. Elsila, and Jason P. Dworkin
Astrobiology, Volume: 9 Issue 7: September 24, 2009
doi: 10.1089/ast.2008.0324
＊ NASA 首度在彗星中發現生命基石
＊ 化學家領會地球上生命的第一個基石
＊ 大滅絕、古代病毒也許握有生命起源線索
＊ 研究者發現垃圾 DNA 的重要角色
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