Significance Ribose is an essential sugar for present life as a building block of RNA, which could have both stored information and catalyzed reactions in primitive life on Earth. Meteorites contain a number of organic compounds including components of proteins and nucleic acids. Among the constituent molecular classes of proteins and nucleic acids (i.e., amino acids, nucleobases, phosphate, and ribose/deoxyribose), the presence of ribose and deoxyribose in space remains unclear. Here we provide evidence of extraterrestrial ribose and other bioessential sugars in primitive meteorites. Meteorites were carriers of prebiotic organic molecules to the early Earth; thus, the detection of extraterrestrial sugars in meteorites implies the possibility that extraterrestrial sugars may have contributed to forming functional biopolymers like RNA.

Abstract The lack of pyrimidine diversity in meteorites remains a mystery since prebiotic chemical models and laboratory experiments have predicted that these compounds can also be produced from chemical precursors found in meteorites. Here we report the detection of nucleobases in three carbonaceous meteorites using state-of-the-art analytical techniques optimized for small-scale quantification of nucleobases down to the range of parts per trillion (ppt). In addition to previously detected purine nucleobases in meteorites such as guanine and adenine, we identify various pyrimidine nucleobases such as cytosine, uracil, and thymine, and their structural isomers such as isocytosine, imidazole-4-carboxylic acid, and 6-methyluracil, respectively. Given the similarity in the molecular distribution of pyrimidines in meteorites and those in photon-processed interstellar ice analogues, some of these derivatives could have been generated by photochemical reactions prevailing in the interstellar medium and later incorporated into asteroids during solar system formation. This study demonstrates that a diversity of meteoritic nucleobases could serve as building blocks of DNA and RNA on the early Earth.

We report primordial aqueous alteration signatures in water-soluble organic molecules from the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu by the Hayabusa2 spacecraft of JAXA. Newly identified low-molecular-weight hydroxy acids (HO-R-COOH) and dicarboxylic acids (HOOC-R-COOH), such as glycolic acid, lactic acid, glyceric acid, oxalic acid, and succinic acid, are predominant in samples from the two touchdown locations at Ryugu. The quantitative and qualitative profiles for the hydrophilic molecules between the two sampling locations shows similar trends within the order of ppb (parts per billion) to ppm (parts per million). A wide variety of structural isomers, including α- and β-hydroxy acids, are observed among the hydrophilic molecules. We also identify pyruvic acid and dihydroxy and tricarboxylic acids, which are biochemically important intermediates relevant to molecular evolution, such as the primordial TCA (tricarboxylic acid) cycle. Here, we find evidence that the asteroid Ryugu samples underwent substantial aqueous alteration, as revealed by the presence of malonic acid during keto-enol tautomerism in the dicarboxylic acid profile. The comprehensive data suggest the presence of a series for water-soluble organic molecules in the regolith of Ryugu and evidence of signatures in coevolutionary aqueous alteration between water and organics in this carbonaceous asteroid.

This study aimed to investigate the glycan structural changes that occur before histological degeneration in osteoarthritis (OA) and to determine the mechanism by which these glycan conformational changes affect cartilage degeneration. An OA model was established in rabbits using mannosidase injection, which reduced high-mannose type N-glycans and led to cartilage degeneration. Further analysis of glycome in human OA cartilage identified specific corefucosylated N-glycan expression patterns. Inhibition of N-glycan corefucosylation resulted in unrecoverable cartilage degeneration, while cartilage-specific blocking of corefucosylation led to accelerated development of aging-associated and instability-induced OA models. We conclude that α1,6 fucosyltransferase is required postnatally to prevent preosteoarthritic deterioration of articular cartilage. These findings provide a novel definition of early OA and identify glyco-phenotypes of OA cartilage, which may distinguish individuals at higher risk of progression.

Abstract We aimed to identify and quantitatively analyze calcium oxalate (CaOx) kidney stones on the order of micrometers, with a focus on the quantitative identification of calcium oxalate monohydrate (COM) and dihydrate (COD). Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, powder X-ray diffraction (PXRD), and microfocus X-ray CT measurements (micro-CT) were performed, and the results were compared. The extended analysis method of the FTIR spectrum, focusing on the 780 cm −1 peak, made it possible to achieve a reliable analysis of the COM/COD ratio. We succeeded in the quantitative analysis of COM/COD in the region of 50 × 50 μm by microscopic FTIR for thin sections of kidney stones, and by the micro-CT for bulk samples. The extended analysis method of the FTIR spectrum focusing on the 780 cm −1 peak was introduced to analyze the COM/COD ratio. The analysis results based on PXRD measurement with micro sampling, microscopic FTIR analysis of a thin section, and micro-CT observation of a bulk sample of a kidney stone showed roughly consistent results, indicating that all methods can be used complementarily. This quantitative analysis method evaluates the detailed CaOx composition on the preserved stone surface and provides information on the stone formation processes and interactions with organic molecules.

Kidney stone disease is a serious disease due to the severe pain it causes, high morbidity, and high recurrence rate. Notably, calcium oxalate stones are the most common type of kidney stone. Calcium oxalate appears in two forms in kidney stones: the stable phase, monohydrate (COM), and the metastable phase, dihydrate (COD). Particularly, COM stones with concentric structures are hard and difficult to treat. However, the factor determining the growth of either COM or COD crystals in the urine, which is supersaturated for both phases, remains unclear. This study shows that calcium phosphate ingredients preferentially induce COM crystal nucleation and growth, by observing and analyzing kidney stones containing both COM and COD crystals. The forms of calcium phosphate are not limited to Randall's plaques (1–2 mm size aggregates, which contain calcium phosphate nanoparticles and proteins, and form in the renal papilla). For example, aggregates of strip-shaped calcium phosphate crystals and fields of dispersed calcium phosphate microcrystals (nano to micrometer order) also promote the growth of concentric COM structures. This suggests that patients who excrete urine with a higher quantity of calcium phosphate crystals may be more prone to forming hard and troublesome COM stones.