Tükrözött szerkezetű vegyületek körül az élet egyértelműen az egyiket preferálja. Kérdés, hogy az élet keletkezésekor honnan származtak az egyik oldalhoz tartozó molekulák.
Louis Pasteur francia kémikus 1848-ban fedezte fel, hogy bizonyos molekuláknak léteznek azonos felépítésű, de térben tükrözött változataik. Ezt kiralitásnak nevezik a kéz görög megnevezése alapján, és arra alkalmazzák, amikor valaminek jobb- és balkezes változata létezik fizikában, biológiában vagy kémiában.
A biokémia esetében a kiralitást külön jelölik a molekula képletében (a jobb az R, a bal az S), és komoly jelentősége van, mert az élő szervezetek csak az egyiket használják a két változat közül. Az információs alapok, a DNS és az RNS mind jobbkezesek, míg az aminosavak és a fehérjék mind balkezesek. Eddig rejtély volt, hogy miért. Pasteur korábban úgy spekulált, hogy mágneses mezők hatására mutatkozik meg a különbség a két változat között, és utólag kiderülhet, hogy jó irányba tartott a gondolatmenete.
A problémára most a Harvard fizikusa, Dimitar Sasselov kínál megoldást három tudományos cikkben. Szerinte a fiatal Föld mágneses ásványai jelentik a történet kulcsát.
A titok egyik része, hogy az élet létrejöttéhez nagy mennyiségű azonos kiralitású molekulára volt szükség, kérdés, hogy milyen mechanizmus szűrte ki ezeket. A korábbi tudományos elképzelések kozmikus sugarak vagy polarizált fény hatására tippeltek.
Sasselov megfejtésének egyik eleme a Weizmann Intézetből, Ron Naaman 1999-es kutatásából származik. Naaman megállapította, hogy a tükörképekben az elektronok spinje ellentétes, így mágneses affinitásuk is. Az adott molekula tehát ellentétes pólusú mágneses mezőhöz vonzódik, mint a tükörképe.
A megfejtés másik eleme a Manchesteri Egyetem munkatársa, Matthew Powner 2009-ben publikált kutatása volt, amelyben az RNS kiralitásának titkát kutatva leírta a ribo-aminooxazolin- (RAO-) -kristályt, amelynek szerkezetéhez az RNS-t alkotó nukleotidoknak csak az egyik kiralitásba tartozó változatai kapcsolódtak.
Sasselov utóbbi gondolatot követve vizsgálta, hogy mágneses kőzetekhez kötődő RAO-val keletkezhet-e olyan felület, amin csak egyik oldalas vegyületek halmozódnak fel. Olyan kísérletet végeztek, amelyben a magnetitnek nevezett ásványokat külső mágneses mezővel felerősítették, és megfigyelték, ahogy a jobb- és balkezes RAO-t tartalmazó oldatból
60 százalékban csak egyik oldalhoz tartozó kristály rakódott le.
A jelenség a polaritást megfordítva, ellenkező kezes RAO-nál is ugyanúgy bekövetkezett.
Sasselov kutatócsoportja egy másik dolgozatban leírja, hogy az így keletkezett egyoldalúság a RAO felületén keletkező RNS-en keresztül továbbadódott az aminosavakra és fehérjékre is.
A szakmai kritika azt kifogásolta, hogy a kísérletben a Föld mágneses mezejénél 6500-szor erősebb mágnesességet alkalmaztak. Sasselov ezt azzal védte, hogy a RAO-felület mágneses hatása a kristályok növekedésével folyamatosan erősödik, és a valóságban több százezer év volt rá, hogy a jelenség létrejöjjön.
A megfejtés másik problémája, hogy csak két nukleotiddal, a citozinnal és az uracillal működött, de az adeninnel és a guaninnal nem. Ha nem is tökéletes a megfejtés, a működő logika miatt nagyon olyan hangulata van, mintha már csak egy lépésre lennénk a teljes megoldástól.
(Science)