宇宙で初めての本格的な糖分子を発見、生命の起源に新たな手がかり
日付： 2026-07-14
注目画像： [天の川銀河の中心付近で有機分子に富む分子雲の想像図；クレジット：NASA/JPL-Caltech]
天文学者らは、星間空間で初めて本格的な糖分子を検出した。地球から約2万6000光年離れた高密度分子雲の中でエリトルロースを特定し、惑星が誕生する前に生命の構成要素がどのように形成されるかについて新たな知見をもたらすものだ。
この発見は、スペイン国立研究評議会（CAB/CSIC）のイザスン・ヒメネス＝セラ氏が率いるチームにより7月13日付の『ネイチャー・アストロノミー』に発表された。星間物質でこれまでに見つかった中で最大の非環式分子である。エリトルロース（C4H8O4）は炭素原子4個、合計14個の原子を持ち、太陽系外で検出された初めての4酸素原子分子であり、宇宙で見つかった2番目のキラル分子でもある。
「この発見は予想外でした。というのも、星間分子は炭素原子の逐次付加によってサイズが大きくなるという見方が星化学では支配的だからです」とヒメネス＝セラ氏は述べた。
甘いマイルストーン
これまでの宇宙での「糖」の検出は、2000年に初めて同定された2炭素のヒドロキシアルデヒドであるグリコールアルデヒドに限られていた。化学的には糖に関連するものの、グリコールアルデヒドは真の糖質を定義する3炭素骨格を欠いている。エリトルロースはその閾値を決定的に超えるものだ。
この検出は、3つの大気窓にわたって91ギガヘルツ以上をカバーする超高感度広帯域スペクトルサーベイからもたらされた。スペイン国内にあるイエベス40メートル電波望遠鏡とIRAM30メートル望遠鏡を使用し、チームはエリトルロースの回転フィンガープリントに一致する12組のスペクトル線（17の個別遷移）を同定した。
このフィンガープリントは、極めて重要な実験室でのブレークスルーに由来する。2022年、バスク大学のエミリオ・コシネロ氏は、超高速レーザー気化技術を開発し、シロップ状の糖をタルク粉末と混合することでその有名なベタつきを克服し、エリトルロースの気相回転スペクトルを得た。同氏はこのデータをヒメネス＝セラ氏と共有し、同氏は銀河系中心付近の中央分子帯にある分子雲G+0.693-0.027の既存の観測データを確認した。一致は即座に確認された。
エリトルロースが重要な理由
糖は、私たちが知る生命にとって不可欠である。リボースはRNAの骨格を形成し、デオキシリボースはDNAの骨格を形成する。これらの分子がどのようにして初期地球に現れたかは、長年にわたる謎だった。原始化学の実験室シミュレーションでは、糖はごくわずかな濃度でしか生成されない。
星間ガス雲でのエリトルロースの発見は、状況を一変させる。リボースとグルコースは以前に隕石内部や小惑星ベンヌの試料で発見されていたが、それらは母天体が集積した後に形成された可能性があった。気相での検出は、糖がいかなる固体天体が形成されるよりも前に、恒星や惑星を生み出す冷たく高密度の雲の中で組み立てられることを示している。
G+0.693-0.027におけるエリトルロースの存在量に基づき、チームは約41億～38億年前の後期重爆撃期に50万～5000万トンの分子が地球表面に降り注ぎ、原始糖の直接的な外因性供給源となった可能性があると推定している。
「これは信じられないほどエキサイティングな結果です」と、この研究には関与していないMITの宇宙化学者ブレット・マクガイア氏は述べた。「天文学者たちは長い間、宇宙で糖を検出しようと取り組んできました」
予想外の化学
この発見はまた、宇宙で複雑な分子がどのように成長するかについての仮定にも疑問を投げかけている。グリセルアルデヒドやジヒドロキシアセトンなどの3炭素糖は、逐次的な炭素付加によりより豊富に存在すると予想されていたが、検出されなかった。エリトルロースは予測よりも8～17倍豊富に存在し、2つの2炭素分子（グリコールアルデヒドとエチレングリコール）が icy dust grains の表面で結合するという異なる経路で形成されることを示唆している。
エリトルロースはまた、生命の初期形態においてRNAやDNAに先行した可能性がある遺伝子ポリマーの有力候補であるトレオース核酸（TNA）の直接の化学的前駆体でもある。したがって、この検出は糖がどこから来るのかという問題だけでなく、生命そのものがその起源でたどった分子経路にも関わるものだ。
「エリトルロースの検出は非常にエキサイティングです。なぜなら、RNAの一部であるリボースや生命の起源にとって重要な他の分子などの糖を宇宙で発見する可能性を開くからです」と、共著者のカルロス・ブリオネス氏は述べた。
地球上では、エリトルロースはラズベリー、キウイ、赤い果物に天然に存在し、日焼け止め製品に広く使用されている。宇宙では、惑星が存在する前に生命の原料がどのようにして集まるのかというパズルの重要なピースとなっている。
雅子 訳