Kluczowa cecha życia wyjaśniona

Podstawowe cząsteczki budujące życie występują w dwóch wariantach: „lewym” i „prawym”, będących swoimi lustrzanymi odbiciami. Zjawisko to nazywamy chiralnością. Obie te wersje cechują się niemal identycznymi właściwościami fizyczny i chemicznymi, przy czym nie są one z sobą kompatybilne. Stąd też kluczowe dla życia cząsteczki, takie jak białka, DNA czy RNA, złożone są z molekularnych cegiełek w tylko jednym z tych wariantów. W przypadku białek są to aminokwasy w wariancie „lewym”, szkielet DNA i RNA składa się zaś z cukrów w wariancie „prawym”. Pochodzenie tej właściwości biomolekuł to jedna z największych zagadek dotyczących życia na Ziemi – nikt nie umiał wyjaśnić, dlaczego biologia wybrała właśnie te warianty białek i DNA/RNA.

W ostatnim dziesięcioleciu odkryto, że chiralne warianty cząsteczek oddziałują w odmienny sposób z powierzchniami o właściwościach magnetycznych. Własność tę wykorzystała grupa Dimitara Sasselova z Uniwersytetu Harvarda, która od lat starała się zrozumieć, jakie warunki mogły doprowadzić do wyselekcjonowania tylko jednego wariantu RNA na młodej Ziemi. Wykorzystując namagnetyzowaną powierzchnię magnetytu – pospolitego minerału – zaobserwowali oni preferencyjną krystalizację związku, z którego na młodej Ziemi mógł powstać „prawy” wariant RNA.

Kilka cykli rozpuszczania kryształów i ponownej rekrystalizacji pozwoliło na selekcję tego wariantu i doprowadziło do wzmocnienia poziomu namagnetyzowania powierzchni minerału. Takie cykle można powiązać z procesami pogodowymi w pobliżu małych jezior. Jeden z chiralnych wariantów mógł być wymywany z jednej lokalizacji, pozostawiając kryształy drugiego wariantu, który po opadach deszczu mógł wrócić do roztworu. Ten niezwykle wydajny proces oferuje pierwsze tak kompletne i proste wytłumaczenie pochodzenia chiralności w biologii i pozwala nam lepiej zrozumieć warunki, w jakich powstawało życie na powierzchni Ziemi. ©