Асимметрия живой материи зародилась в космосе

Ряд молекул, получивших название хиральных, существует в двух одинаково устойчивых пространственных конфигурациях, которые отличаются как отражения в зеркале (их условно называют левыми и правыми формами). Что удивительно, в живых организмах многие такие важные молекулы, как аминокислоты, представлены только своими левыми формами, а сахара - только правыми. Загадка этой асимметрии давно интересует ученых. Согласно новому исследованию, причина может быть в предпочтительном синтезе одной из форм в космических условиях (на Земле при синтезе этих веществ получается примерно равная смесь левых и правых молекул).

Объединив усилия, несколько научных групп из Франции, возглавляемые Луи Хендеркуртом (Louis d'Hendecourt), впервые смогли произвести синтез органических молекул с разным выходом левых и правых форм. Для этого они проводили синтез в условиях, близких к космическим. Это, конечно, еще не доказательство, но все же аргумент в пользу гипотезы о космическом происхождении хиральной асимметрии. Вообще, идея о том, что органические молекулы начали зарождаться не в земных океанах, а в космосе (и были затем принесены кометами и метеоритами) или в верхних слоях земной атмосферы, приобретает все большую популярность.

Работа была опубликована в The Astrophysical Journal Letters. Сами эксперименты проводились на ускорителе (синхротроне) SOLEIL. В первую очередь ученые постарались получить в лабораторных условиях лед, похожий по составу на тот, что встречается в открытом космосе и на кометах. Используя ускоритель, ученые подвергали лед поляризованному ультрафиолетовому излучению, которое имитирует условия в некоторых областях космоса (например в местах формирования массивных звезд). Затем лед разогревали, в результате чего синтезировались органические вещества. Дальнейший анализ показал, что эта органика содержала одной из хиральных форм аминокислоты аланина больше, чем другой. Разница между двумя формами невелика - всего 1,3%, примерно в такой же пропорции отличаются формы органических веществ на метеоритах (на них тоже было обнаружено преобладание левых аминокислот над правыми). Ученые предполагают, что такой разницы было достаточно, чтобы при формировании жизни в ход пошли только такие хиральные формы, которые существовали хоть в небольшом, но избытке. С тех пор они уже не могут поменяться, поскольку ферменты - ускорители химических реакций - работают только с одним видом пространственной конфигурации молекул.