מנגנון אפשרי למקור הכיראליות של תרכובות ביולוגיות

התרכובות הבסיסיות המהוות את המקור לכל היצורים החיים הינן בעלות כיראליות, או כיווניות, קבועה מראש, בדומה למצב בו בני-אדם נולדים שמאליים או ימניים

התרכובות הבסיסיות המהוות את המקור לכל היצורים החיים הינן בעלות כיראליות, או כיווניות, קבועה מראש, בדומה למצב בו בני-אדם נולדים שמאליים או ימניים. לכיראליות זו השפעה משמעותית על הכימיה ויחסי-הגומלין המולקולאריים ביצורים החיים כולם. מקור מוצאה של כיראליות זו מאבני-הבניין הבסיסיים של החומר הינו אחת מהתעלומות הגדולות ביותר של החיים. מדענים ממשרד האנרגיה בארה”ב מצאו דרך להשרות כיווניות זו בתרכובות טרום-ביולוגיות.

“הבנת מקור מוצאן של התרכובות החיוניות לחיים הינה אחת מהסוגיות המדעיות הבסיסיות ביותר בתחום הביוכימיה,” אומר הכימאי .Richard Rosenberg “הכיראליות משמשת בתפקיד בסיסי ביותר בתהליכים ביולוגיים, ומדענים מנסים מזה שנים רבות לגלות את המנגנונים המובילים לתכונה זו.”

החוקר השתמש בקרני-רנטגן בכדי להפגיז תרכובות כיראליות הספוחות על גבי מצע מגנטי ובספקטרוסקופיה פוטו-אלקטרונית של קרני-רנטגן לשם ניטור השינויים המתחוללים בקשרים הכימיים.

הוא גילה כי שינוי כיוון המגנטיות ביחס לאלומת קרני-הרנטגן העוצמתית הוביל לעודף כיראליות מסוג אחד על חשבון הסוג השני. שינוי כיוון המגנטיות הפך את קיטוב הספין של אלקטרונים “שניוניים” (מעוטי-אנרגיה) שנפלטו מהמצע.

ברזל הינו יסוד מגנטי ומצוי בחומרים רבים בטבע; קרינה מייננת ושדות מגנטיים נפוצים עד מאוד בכל רחבי היקום. בהתבסס על תוצאות מחקר זה, סביר להניח כי הכיראליות יכלה לנבוע בעקבות הקרנה מייננת של תרכובות, במהלך נדידתן ברחבי היקום, בעודן ספוחות על גבי מצע מגנטי המצוי בענני-אבק, מטאורים, שביטים או כוכבים צעירים.

“המחקר שלנו מראה כי אלקטרונים שניוניים מקוטבי-ספין המגיבים עם תרכובות כיראליות יכלו להוביל להעדפה משמעותית של סוג כיראליות אחד בתרכובות טרום-ביולוגיות,” מסביר החוקר. מאמר המציג מחקר זה פורסם בכתב-העת המדעי Physical Review Letters.

הידיעה המקורית של מכון המחקר