כַּאֲשֵׁרנאס"אהשיק חללית לאסטרואיד, חיכו מדענים בסבלנות להזדמנות שלהם להסתכל על קטעי היםמֶרחָבסלע במעבדה, בתקווה שזה יענה על כמה מהשאלות המתמשכות ביותר של האנושות.

עבור דני גלאווין, מדען בכיר לדוגמא, הוא רצה לפתור תעלומה בלתי נלאה בעבודת חייו: מדוע כולם ידועים דברים חיים רק על סמך הצורות השמאליות שלחומצות אמינו, המולקולות הבונות חלבונים?

הרגע שלו הגיע כמעט עשור לאחר מכן. גלאבין וצוות החוקרים חקרו את החצץ מלִקְבּוֹעַ, אסטרואיד עשיר בפחמןעשוי סלעים קשורים באופן רופףאבל מה שהם מצאו השליך להם כדור עקומה. במקום לתמוך באחת מההשערות המובילות-שמערכת השמש המוקדמת העדיפה את הזן השמאלי והביאה את אותם מרכיבים לכדור הארץ הפרימיטיבי-היא לא הראתה כלל פייבוריטיזם.

"אני חייב להודות, הייתי קצת מאוכזב או מאוכזב," אמר גלווין. "הרגשתי כאילו 20 שנות המחקר הבוטלות במעבדה שלנו ובקריירה שלי."

ראה גם:

חומצות אמינו רבות, בין אם הן משמשות בביולוגיה ובין אם לא, מגיעות בשתי צורות תמונת מראה. לכל מולקולה אטום פחמן מרכזי עם קבוצות אטום אחרות המחוברות, מכוונות לכיוון אחד או לאחור. הנכס הזה,נקרא Chirality, הוא כמו יד שמאל וימין: הם דומים, אבל אם הייתם ערמים אותם, האגודלים היו טרמפים דרכים הפוכות.

בחיי כדור הארץ, חומצות האמינו הן תמיד "שמאליות", וסוכרים, המהווים חלקית את עמוד השדרה של ה- DNA, תמיד ימניים, ומעניקים לסליל הכפול את הטוויסט החתימה שלו ימינה. ההומוגניות שנמצאת בקרב שניהם מבלבלים במיוחד עבור מדענים מכיוון שהגרסאות השמאליות והימניות של כל המולקולות הללו זמינות באותה מידה בתערובות כימיות שאינן חיות.

באופן מעשי, אם כל המולקולות הביולוגיות לקחו את הצורה ההפוכה, זה עשוי לעבוד בסדר גמור. אז אם החיים היו יכולים ללכת בדרך האחרת, מדוע זה לא? הוא "מסירות" אחיד מרכיב סודי במתכון לחיים, וביתר דיוק, עשה זאתישלפנות שמאלה? האם ההטיה לעבר חומצות אמינו שמאליות החלה בקוסמוס, או שזה קרה בהמשך על פני כדור הארץ הזה?

"שאלה מהותית לכולנו היא האם החיים היו צריכים להיות ככה", אמרה אירן חן, פרופסור להנדסה כימית וביומולקולרית ב- UCLA, שלא הייתה מעורבת במחקר האסטרואידי. "האם היקום נוטה לסוג החיים שלנו, או האם הביולוגיה שלנו היא תוצאה של תאונות וסיכוי?"

מדענים ידעו מוקדם שהם ישתמשו בחומר שנאסף על ידי המשימה של 800 מיליון דולר של אוסיריס-רקס, קיצור עבורמקורות, פרשנות ספקטרלית, זיהוי משאבים וחוקר אבטחה-ריגולית, כדי לנתח את "המסירות" של חומצות אמינו אינדיבידואליות. שברי המינרלים של בנו עשויים להיות מבוגרים יותר ממערכת השמש בת 4.6 מיליארד. דגני הסטארדאסט האלה היו יכולים להגיע מכוכבים גוססיםאוֹSupernovaeזה הוביל בסופו של דבר ליצירתהשמשוכוכבי לכת.

כדי לבצע את המחקר שלהם, הם ביססו מעין "תה בנו", הרתיחו כמות קטנה של הסלעים והאבק במים וחומצות כדי לחלץ תרכובות אורגניות. לאחר מכן הם השתמשו בטכניקות ספקטרומטריה המונית כדי לזהות מולקולות אורגניות, כולל 14 מתוך 20 חומצות האמינו שהחיים משתמשים בהם כדי לבנות חלבונים, אשר מבצעים הוראות גנטיות. חלק מהממצאים האחרוניםפורסמו השבוע בכתב העתאסטרונומיה טבעיתו

במהלך העשורים האחרונים החוקרים מצאו את זהמטאוריטים- סלעים שנסעו בחלל ונחתת התרסקותעל פני כדור הארץ-היה ריכוז גבוה יותר של חומצות אמינו שמאליות מאשר בידיים ימניות, בשכונה של 60 אחוז יותר. אולי סלעי החלל העבירו את התרכובות שעברו אז תגובות כימיות ליד כדור הארץפתחי אוורור ים עמוקיםליצירת התאים הראשונים. השאר הוא אבולוציה, אולי.

התוצאות הללו, יחד עם הידיעה שסלעי החלל הפציצו את כדור הארץ עבור עידנים, הובילו את המדענים להאמיןאסטרואידים עתיקים, כמוסות הזמן של מערכת השמש, יחשפו גם חומצות אמינו שמאליות יותר. אם מערכת השמש אכן מכילה יותר שמאלנים, אולי אור מקוטב בחלל היה האשם. פייבוריטיזם קל בסביבה יכול להפוך לפער גדול יותר לאורך זמן.

אולם חוקרי בנו מצאו שמאלנים וימאים מתקרבים באופן שווה. כעת גלאווין תוהה אם המחקרים הקודמים על מטאוריטים אינם תקפים, אולי מזוהמים בחלבוני אדמה כשנפלו על האדמה. ג'ייסון דבורקין, מדען הפרויקטים עבורמשימת Osiris-Rex, חושב שיש סיבה שונה לבנו שמגדיל את המגמה.

"בנו הוא דוגמא לסוג אחד של מטאוריט עתידי שהוא שביר מכדי לשרוד את הנחיתה על כדור הארץ, ולכן זה לא ממש באוספים שלנו," אמר דבורקין.

אולי המציאות היא שעיצוב החיים נקבע על ידי היפוך מטבע. לאחר הקמת דפוס מוצלח, התבנית המשיכה דרך האבולוציה. חלבונים ואנזימים, נהגים זעירים בתוך תאים, משתלבים זה בזה כמו פאזל. אם החיים יופיעו עם חומצות אמינו שמאליות, מעבר לחומצות אמינו ימניות אחר כך עשוי היה לעצור את הכל מהעבודה. ישנם יתרונות עצומים לאחידות: אם אנשים היו מבוססים על חומצות אמינו ימניות, הם לא היו מסוגלים לאכול ולעכל צמחים או מוצרים מהחי המבוססים על חומצות אמינו שמאליות.

החוקרים עשוגרסאות מראה של חלבונים ביולוגייםעם חומצות אמינו ימניות במעבדה. הם מתפקדים באופן דומה, אבל הם הרבה יותר קשים להרוס. אנזימים שבדרך כלל היו מפרקים אותם הופכים חסרי תועלת. כמו מייבש השיער שלך בחופשה בינלאומית, הכלי לא יעבוד אם התקע והמוצא לא תואמים.

חלק מהמדענים השוקלים את ההשלכות של בעיה זו הביעו חששות מההתפתחות העתידית של תאי מראה במעבדות. אם אנשים נדבקו בחיידקי מראה מזיקים, מערכות החיסון שלהם עשויות להיות חסרות הגנה, ואינן מסוגלות לנהל כל סוג של התקפה נגדית. קבוצת ביולוגים כתבה לאחרונהמאמר נרחבעל הסיכונים, כפי שדווח על ידיהניו יורק טיימסו

למרות אכזבתו של גלווין מכך שבנו לא הציג הטיה של כיראליות, המחקר נמשך. הוא ומשתפי הפעולה שלו מתכננים ללמוד יותר דגימות של האסטרואיד כדי לחקור את המסירות של חומצות אמינו אחרות.

וייתכן שיש בטנה כסופה: כמה אסטרוביולוגים הציעו להשתמש במסירה לא פרופורציונאלית של מולקולות כ-ביו -עיצובו תערובת אחידה של שני הסוגים במדגם מחוץ לכדור הארץ עשויה להציע כי מולקולות נעשו כימית ללא מעורבות של דברים חיים. אבל עודף מסוג אחד יכול להיות רמז לחיי הזר.

"למען האמת, זה למעשה עשוי להקל על החיפוש אחר החיים במובנים מסוימים מכיוון שאין לנו סיכון זה עשוי להיות חיובי כוזב," אמר גלווין. "אנו (יכולים) להאמין שאם יש הגברה של זה או אחר, יתכן שיש ביולוגיה מאחוריה."

עדכון: 3 בפברואר, 2025, 16:28 ESTגרסה קודמת של סיפור זה השתמשה בשם פרטי שגוי לפרופסור להנדסה כימית וביומולקולרית ב- UCLA. קוראים לה אירן חן.