[단독]3억km 밖 소행성 암석에서 생명체 기원 찾았다...DNA RNA 물질 모두 포함

소행성 베누에 착륙할 준비가 된 오리시스 렉스(OSIRIS-REx) 우주선/ NASA

지난해 소행성에서 가져온 토양 샘플에서 생명체 탄생의 필수 요소들이 발견됐다. 무기물에서 유기물이 합성돼 생명체로 진화하는 생명체 기원설의 유력한 증거를 찾은 셈이다.

오시리스 렉스(OSIRIS-REX) 우주선이 지난해 소행성 베누에서 채취해 지구로 가져온 암석 샘플 연구를 통해 그동안 외계 암석에서는 볼 수 없었던 광물 화합물과 함께 단백질 유전 정보를 담당하는 DNA와 RNA를 구성하는 5가지 뉴클레오 베이스가 모두 포함된 사실이 밝혀졌다.

DNA와 RNA는 단백질 합성과 유전 정보를 관장하는 물질로 생물을 구성하는 가장 기초 물질이다.

광물에는 탄소, 황, 인, 불소, 나트륨이 풍부해 지구의 증발된 호수 바닥에 남아 있는 광물들과 비슷하지만, 베누에서 온 이 원소들은 46억 년 전 태양계 탄생 시기에 생성된 것들이다. 이 성분들은 DNA와 RNA를 구성하는 다섯 가지 뉴클레오 베이스를 비롯해 지구 생명체에 필요한 기본 구성 요소들이다.

이번 연구는 두 개 연구팀에 의해 진행됐으며 지난 29일 네이처 천문학 저널에 실렸다.

수석 저자인 팀 맥코어 스미소니언 국립 자연사 박물관 연구원은 성명을 통해 이번 연구로 “생명의 원료가 소행성 베누에서 정말 흥미롭고 복잡한 방식으로 결합되고 있다는 것을 알게 됐다”면서 “생명으로 가는 중요한 단계를 발견했다”고 밝혔다.

소행성 베누는 오는 2182년 지구와 충돌할 확률이 2,700분의 1로, 소행성 가운데 가장 높다. 탄소가 풍부한 이 소행성에는 생명체가 지구에 처음 등장했을 때 존재했던 원시 분자가 많이 포함됐을 가능성이 높은 것으로 추정돼 왔다.

우주선 오시리스 렉스는 지난 2016년 9월 발사돼 3억 2천만km를 여행해 베누에 도달한 뒤 과학자들이 착륙 지점을 찾을 때까지 약 2년 동안 소행성 궤도를 함께 돌았다. 이후, 착륙 전 ‘터치 앤 고’로 불리는 질소 폭발 방식의 암석 샘플 채취 메커니즘을 이용해 우주선에 오염되지 않은 121.6그램의 샘플을 채취했다. 이 샘플은 오시리스 렉스 캡슐에 담겨 2023년 10월 시속 43,000km 속도로 비행해 지구로 옮겨져 낙하산을 편 뒤 유타 사막에 착륙했다.

연구팀은 샘플 조각을 전자 현미경으로 확대해 사람 머리카락 너비의 100분의 1 해상도로 샘플 표면의 특징을 연구했다. 이를 통해 한때 생명체가 존재했지만 지금은 증발된 지구의 호수에서 흔히 발견되는 탄산나트륨을 암석 샘플 표면에서 발견했다. 그리고 탄산나트륨 내에 유기 화합물의 중요한 전구체인 11가지 미네랄을 발견한 것이다. 지구의 호수에서 발견되는 유사 광물과 미표한 차이가 있었는데 인이 풍부하고 붕소 성분은 상대적으로 적었다.

연구자들은 베누에서 발견된 것과 유사한 염수가 왜소행성 세레스와 토성의 얼음 위성 엔셀라두스와 같은 태양계의 다른 천체에도 존재할 수 있다고 본다.

두 번째 연구를 한 일본 과학자들은 샘플의 다른 조각에서 아데닌, 구아닌, 사이토신, 티민, 우라실 등 다섯 가지 뉴클레오 베이스가 포함되어 있고, 이들은 리보스 및 인산염과 결합해 지구상의 모든 생명체의 유전 암호를 구성하는, 사다리 모양 구조 DNA와 RNA를 형성하는 물질이란 사실을 밝혀냈다.

과학자들이 먼 소행성에서 이러한 핵염기를 발견한 것은 이번이 처음이다. 2023년, 하야부사2 우주선이 류구 우주 암석에서 채취한 샘플에서는 우라실이 포함된 것은 밝혀졌지만, 다른 핵염기들은 빠져 있었다.

베누에 이런 광물이 존재한다는 것은 소행성이 생명체에 적합한 성분을 가지고 있었다는 확실한 증거다. 다만 연구자들은 이들 화합물이 소행성의 열악한 환경을 극복하고 보다 복잡한 유기 구조로 발전할 수 있을 것인 지에 대한 확신은 갖지 못했다. 이를 규명하기 위해 과학자들은 베뉴 암석 샘플에서 생명체를 향해 좀 더 진전된 형태인 염과 화합물이 있는지 추가 조사를 진행할 계획이다.

맥코이는 "이제 생명의 길로 갈 수 있는 기본 구성 요소가 있었다는 것은 알게 됐지만, 이 환경이 이 길을 따라 얼마나 발전할 수 있을지는 아직 알 수 없다."고 했다.