อำนาจแม่เหล็กอาจทำให้ชีวิตมีความไม่สมมาตรของโมเลกุล | นิตยสารควอนต้า

ในปีพ.ศ. 1848 เมื่อหลุยส์ ปาสเตอร์ยังเป็นนักเคมีหนุ่มที่ยังต้องใช้เวลาอีกหลายปีกว่าจะค้นพบวิธีฆ่าเชื้อนม เขาค้นพบบางสิ่งที่แปลกประหลาดเกี่ยวกับผลึกที่ก่อตัวโดยไม่ได้ตั้งใจเมื่อนักเคมีในอุตสาหกรรมต้มไวน์นานเกินไป ครึ่งหนึ่งของผลึกเป็นกรดทาร์ทาริกซึ่งเป็นเกลือที่มีประโยชน์ทางอุตสาหกรรมซึ่งเติบโตตามธรรมชาติบนผนังถังไวน์ คริสตัลอื่นๆ มีรูปร่างและความสมมาตรเหมือนกันทุกประการ แต่ด้านหนึ่งกลับหันไปในทิศทางตรงกันข้าม

ความแตกต่างนั้นรุนแรงมากจนปาสเตอร์สามารถแยกผลึกออกได้โดยใช้แหนบด้วยเลนส์ขยาย “พวกเขามีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกันว่าภาพในกระจกเป็นอย่างไรโดยสัมพันธ์กับของจริง” เขาเขียนในรายงานในปีนั้น

แม้ว่าปาสเตอร์จะไม่รู้เรื่องนี้ แต่ในกากเหล้าที่ตกผลึกของไวน์นั้น เขาได้ค้นพบความลับที่ลึกที่สุดเรื่องหนึ่งเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก

สิ่งที่เขาเห็นคือส่วนผสมของโมเลกุลกรดทาร์ทาริกที่มีองค์ประกอบอะตอมเหมือนกันและการจัดเรียงภาพสะท้อนในกระจกของอะตอมเหล่านั้นในอวกาศ พวกเขามีคุณสมบัติต่อมาเรียกว่า "chirality" ตามคำภาษากรีกที่แปลว่า "มือ": เช่นเดียวกับมือซ้ายและขวาของเราที่ตรงกันข้ามกันอย่างสมมาตร โมเลกุลของกรดทาร์ทาริกในรูปแบบซ้ายและขวา (หรืออีแนนทิโอเมอร์) ก็เช่นกัน แตกต่างและไม่เท่าเทียมกัน

ความสำคัญของการสังเกตของปาสเตอร์นั้นนอกเหนือไปจากการค้นพบ chirality แต่ยังมีเหตุผลที่น่าทึ่งที่เขาได้เห็นมันอีกด้วย ผลึกสังเคราะห์เป็นส่วนผสมของอีแนนทิโอเมอร์ของกรดทาร์ทาริก เนื่องจากกระบวนการเดือดทำให้ทั้งมือซ้ายและขวาก่อตัวเป็นจำนวนเท่ากัน แต่ในผลึกธรรมชาติจากถังไวน์ โมเลกุลของกรดทาร์ทาริกทั้งหมดนั้นถนัดขวา เนื่องจากองุ่นที่ใช้ทำไวน์ซึ่งเก็บมาจากเถาวัลย์ที่มีชีวิตนั้นสร้างเพียงอิแนนทิโอเมอร์นั้นเท่านั้น

Chirality เป็นลายเซ็นของชีวิตอย่างที่เรารู้ นักชีวเคมีได้ค้นพบครั้งแล้วครั้งเล่าว่าเมื่อเซลล์ที่มีชีวิตใช้โมเลกุลไครัล พวกมันจะใช้ไคราลิตีเพียงตัวเดียวเท่านั้น ตัวอย่างเช่น น้ำตาลที่ประกอบเป็น DNA ล้วนแต่เป็นคนถนัดขวา กรดอะมิโนที่ประกอบเป็นโปรตีนล้วนเป็นคนถนัดซ้าย หากอีแนนทิโอเมอร์ที่ไม่ถูกต้องหลุดเข้าไปในเภสัชภัณฑ์ บางครั้งผลกระทบอาจเป็นพิษหรือถึงแก่ชีวิตได้

เหตุการณ์บางอย่างหรือเหตุการณ์ต่อเนื่องกันในช่วงต้นประวัติศาสตร์ของชีวิตจะต้อง "ทำให้กระจกแตก" ดังที่นักชีวเคมีกล่าวไว้ ส่งผลให้ชีวิตเข้าสู่ความไม่สมดุลของโมเลกุล นักวิทยาศาสตร์ได้ถกเถียงกันว่าเหตุใดชีวิตจึงกลายเป็นโฮโมคิเรียล และไม่ว่ามันจะต้องเกิดขึ้นหรือเป็นเพียงความบังเอิญเท่านั้น ความชอบของไคแรลประทับใจในวัยเด็กด้วยตัวอย่างโมเลกุลที่เอนเอียงมาจากอวกาศ หรือพวกมันวิวัฒนาการมาจากส่วนผสมที่เริ่มต้นจากส่วนที่เท่ากันทั้งมือขวาและมือซ้าย?

“นักวิทยาศาสตร์รู้สึกประหลาดใจกับการสังเกตนี้” กล่าว สุมิตรา อาทาเวลผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านเคมีอินทรีย์ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแอนเจลิส “พวกเขาเสนอข้อเสนอทุกประเภทตลอดหลายปีที่ผ่านมา แต่ก็ยากที่จะเกิดข้อเสนอที่เกี่ยวข้องกับทางธรณีวิทยาจริงๆ” ยิ่งไปกว่านั้น แม้ว่าหลายทฤษฎีสามารถอธิบายได้ว่าทำไมโมเลกุลประเภทหนึ่งถึงกลายเป็นโฮโมไคร์ล แต่ไม่มีทฤษฎีใดที่อธิบายได้ว่าทำไมโมเลกุลชีวภาพทั้งหมดจึงเกิดขึ้น

เมื่อเร็ว ๆ นี้ กลุ่มที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดได้ตีพิมพ์บทความชุดหนึ่งซึ่งนำเสนอวิธีแก้ปัญหาที่น่าสนใจเกี่ยวกับการที่โฮโมจิราลิตีของชีวิตเกิดขึ้นได้อย่างไร พวกเขาแนะนำว่าพื้นผิวแม่เหล็กบนแร่ธาตุในแหล่งน้ำบนโลกยุคดึกดำบรรพ์ซึ่งมีสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ประจุอยู่ อาจทำหน้าที่เป็น "สารไครัล" ที่ดึงดูดโมเลกุลบางรูปแบบมากกว่าโมเลกุลชนิดอื่น ทำให้เกิดกระบวนการที่ขยายขอบเขตไคราลิตีของ โมเลกุลทางชีววิทยา ตั้งแต่สารตั้งต้นของ RNA ไปจนถึงโปรตีนและอื่นๆ อีกมากมาย กลไกที่นำเสนอของพวกเขาจะอธิบายว่าอคติในการประกอบโมเลกุลบางชนิดสามารถลดหลั่นออกไปด้านนอกเพื่อสร้างเครือข่ายเคมีไครัลขนาดใหญ่ที่ค้ำจุนชีวิตได้อย่างไร

ไม่ใช่สมมติฐานที่เป็นไปได้เพียงอย่างเดียว แต่ "มันเป็นหนึ่งในสมมติฐานที่เจ๋งที่สุดเพราะมันเชื่อมโยงธรณีฟิสิกส์กับธรณีเคมี กับเคมีพรีไบโอติก [และ] ในที่สุดกับชีวเคมี" กล่าว เจอรัลด์ จอยซ์นักชีวเคมีและประธานสถาบันซอล์กซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาวิจัยนี้ เขายังประทับใจที่สมมติฐานนี้สนับสนุนโดย "การทดลองจริง" และ "พวกเขากำลังทำสิ่งนี้ภายใต้เงื่อนไขที่สมจริง"

เอฟเฟ็กต์ CISS

รากเหง้าของทฤษฎีใหม่เกี่ยวกับโฮโมจิราลิตีย้อนกลับไปได้เกือบหนึ่งในสี่ศตวรรษจนถึงปัจจุบัน รอน นามานศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์เคมีที่สถาบันวิทยาศาสตร์ Weizmann ในอิสราเอล และทีมงานของเขาได้ค้นพบผลกระทบที่สำคัญของโมเลกุลไครัล งานของพวกเขามุ่งเน้นไปที่ความจริงที่ว่าอิเล็กตรอนมีคุณสมบัติหลักสองประการ: พวกมันมีประจุลบ และมี "การหมุน" ซึ่งเป็นคุณสมบัติควอนตัมที่คล้ายคลึงกับการหมุนตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกาภายใน เมื่อโมเลกุลมีปฏิกิริยากับโมเลกุลหรือพื้นผิวอื่นๆ อิเล็กตรอนของพวกมันสามารถกระจายตัวเองใหม่ ทำให้เกิดขั้วโมเลกุลโดยการสร้างประจุลบที่ปลายทางและประจุบวกที่จุดเริ่มต้น

Naaman และทีมของเขาค้นพบว่าโมเลกุลของไครัลกรองอิเล็กตรอนตามทิศทางการหมุนของพวกมัน อิเล็กตรอนที่มีทิศทางการหมุนรอบเดียวจะเคลื่อนที่ผ่านโมเลกุลไครัลในทิศทางเดียวได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าอีกทิศทางหนึ่ง อิเล็กตรอนที่มีการหมุนตรงข้ามจะเคลื่อนที่อย่างอิสระมากขึ้นในทิศทางอื่น

เพื่อให้เข้าใจเหตุผล ลองจินตนาการถึงการขว้างจานร่อนที่มองจากผนังโถงทางเดิน ถ้าจานร่อนชนกำแพงด้านขวา มันจะเด้งไปข้างหน้าก็ต่อเมื่อหมุนตามเข็มนาฬิกาเท่านั้น ไม่เช่นนั้นมันจะเด้งถอยหลัง สิ่งที่ตรงกันข้ามจะเกิดขึ้นหากคุณชนจานร่อนจากกำแพงด้านซ้ายมือ ในทำนองเดียวกันโมเลกุลไครัล "กระจายอิเล็กตรอนตามทิศทางการหมุน" นามานกล่าว เขาและทีมงานตั้งชื่อปรากฏการณ์นี้ว่าเอฟเฟกต์การเลือกสปินที่เกิดจากไครัล (CISS)

เนื่องจากการกระเจิงดังกล่าว อิเล็กตรอนที่มีการหมุนที่กำหนดจะรวมตัวกันที่ขั้วหนึ่งของโมเลกุลไครัล (และโมเลกุลรุ่นทางขวาและทางซ้ายของโมเลกุลจะรวมตัวกันที่ขั้วของพวกมันตามลำดับ) แต่การกระจายตัวของสปินนั้นส่งผลต่อวิธีที่โมเลกุลไครัลมีปฏิกิริยากับพื้นผิวแม่เหล็ก เนื่องจากอิเล็กตรอนที่หมุนไปในทิศทางตรงกันข้ามจะดึงดูดกัน และอิเล็กตรอนที่หมุนไปในทิศทางเดียวกันจะผลักกัน

ดังนั้น เมื่อโมเลกุลไครัลเข้าใกล้พื้นผิวแม่เหล็ก มันจะถูกดึงเข้ามาใกล้มากขึ้นหากโมเลกุลและพื้นผิวมีอคติการหมุนที่ตรงกันข้าม หากการหมุนตรงกัน พวกเขาจะผลักกัน (เนื่องจากปฏิกิริยาทางเคมีอื่นๆ เกิดขึ้นเช่นกัน โมเลกุลจึงไม่สามารถพลิกกลับเพื่อปรับตัวเองใหม่ได้) ดังนั้นพื้นผิวแม่เหล็กจึงสามารถทำหน้าที่เป็นสารไครัล โดยจะทำปฏิกิริยากับอีแนนทิโอเมอร์เพียงตัวเดียวของสารประกอบจะดีกว่า

ในปี 2011 Naaman และทีมงานของเขาได้ร่วมมือกับทีมงานที่มหาวิทยาลัย Münster ในเยอรมนี วัดการหมุน ของอิเล็กตรอนในขณะที่พวกมันเคลื่อนที่ผ่าน DNA ที่มีเกลียวคู่ ซึ่งยืนยันว่าเอฟเฟกต์ CISS นั้นมีจริงและแข็งแกร่ง

นั่นคือตอนที่การวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบและการประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้ "เริ่มที่จะบูม" Naaman กล่าว ตัวอย่างเช่น เขาและทีมงานได้พัฒนาหลายวิธีในการใช้เอฟเฟกต์ CISS เพื่อกำจัดสิ่งสกปรกออกจากยาชีวการแพทย์ หรือเพื่อแยกอิแนนทิโอเมอร์ที่ไม่ถูกต้องออกจากยาเพื่อป้องกันผลข้างเคียงที่สำคัญ พวกเขายังได้สำรวจว่าเอฟเฟกต์ CISS อาจช่วยอธิบายได้อย่างไร กลไกของการดมยาสลบ.

แต่พวกเขาเริ่มทำงานอย่างจริงจังกับแนวคิดที่ว่าผลกระทบของ CISS มีส่วนในการเพิ่มขึ้นของโฮโมไคราลิตีทางชีวภาพ หลังจากที่พวกเขาได้รับเชิญให้ร่วมมือในการตั้งสมมติฐานโดยทีมงานที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดซึ่งนำโดยนักดาราศาสตร์รายนี้ ดิมิทาร์ ซาสเซลอฟ และนักศึกษาปริญญาโทของเขา เอส. ฟูร์คาน ออซเติร์ก.

มุมมองฟิสิกส์

ออซเติร์ก ผู้เขียนนำรุ่นเยาว์ในรายงานล่าสุด ประสบปัญหาโฮโมจิราลิตี้ในปี 2020 ตอนที่เขาเป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาสาขาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ไม่พอใจกับงานวิจัยของเขาเกี่ยวกับการจำลองควอนตัมโดยใช้อะตอมที่เย็นจัด เขาเปิดอ่านนิตยสารวิทยาศาสตร์ที่ให้รายละเอียดเกี่ยวกับความลึกลับที่ใหญ่ที่สุดในโลก 125 ข้อ และเรียนรู้เกี่ยวกับโฮโมจิราลิตี้

“มันดูเหมือนคำถามฟิสิกส์จริงๆ เพราะมันเกี่ยวกับความสมมาตร” เขากล่าว หลังจากติดต่อ Sasselov ซึ่งเป็นผู้อำนวยการ Origins of Life Initiative ของ Harvard และสนใจคำถามเรื่องการรักร่วมเพศอยู่แล้ว Ozturk ก็เปลี่ยนมาเป็นนักเรียนในห้องทดลองของเขา

ในไม่ช้า Ozturk และ Sasselov ก็ค้นพบแนวคิดที่มีพื้นฐานจากเอฟเฟกต์ CISS พวกเขาจินตนาการถึงสถานที่ดึกดำบรรพ์เช่นทะเลสาบน้ำตื้นซึ่งมีพื้นผิวที่เต็มไปด้วยแร่ธาตุแม่เหล็ก และน้ำมีส่วนผสมของสารตั้งต้นของไครัลของนิวคลีโอไทด์ พวกเขาตั้งทฤษฎีว่าแสงอัลตราไวโอเลตสามารถผลักอิเล็กตรอนจำนวนมากออกจากพื้นผิวแม่เหล็กได้ และอิเล็กตรอนจำนวนมากเหล่านั้นก็มีการหมุนรอบเดียวกัน อิเล็กตรอนที่ถูกปล่อยออกมาอาจมีปฏิกิริยาโต้ตอบกับอิแนนทิโอเมอร์จำเพาะเป็นพิเศษ และปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นนั้นอาจมีสารตั้งต้น RNA สำหรับคนถนัดขวาที่รวมตัวกันเป็นพิเศษ

ในเดือนเมษายน ปี 2022 Ozturk เดินทางไปยังห้องทดลองของ Naaman ในอิสราเอล ด้วยความตื่นเต้นกับโอกาสที่จะได้ทดสอบสมมติฐานของพวกเขา ความตื่นเต้นของเขามีอายุสั้น ในเดือนหน้าขณะที่เขาทำงานร่วมกับนาอามาน ความคิดนี้ก็พังทลายลง “ไม่ได้ผล” ออซเติร์กกล่าว และเขาก็กลับบ้านด้วยความหดหู่ใจ

แต่แล้วออซเติร์กก็มีความคิดอีกอย่างหนึ่ง จะเกิดอะไรขึ้นถ้าผลกระทบของ CISS ไม่ได้แสดงออกมาเป็นกระบวนการทางเคมี แต่เป็นกระบวนการทางกายภาพ?

กลุ่มของ Naaman ได้แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถใช้พื้นผิวแม่เหล็กในการตกผลึกอิแนนทิโอเมอร์ได้เป็นพิเศษ และการตกผลึกจะเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดสำหรับการรวบรวมอิแนนทิโอเมอร์ที่บริสุทธิ์ในการประกอบ ออซเติร์กกล่าวถึงสิ่งนั้น John Sutherlandผู้ร่วมงานของพวกเขาที่ MRC Laboratory of Molecular Biology ในสหราชอาณาจักร "และฉันบอกว่า ให้ทิ้งทุกสิ่งทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอน และมุ่งเน้นไปที่การตกผลึก" ซัทเทอร์แลนด์กล่าว

Sutherland รู้สึกตื่นเต้นกับแง่มุมของการตกผลึกเพราะเขาและทีมงานของเขาได้ค้นพบอย่างอิสระแล้วว่าสารตั้งต้น RNA ที่เรียกว่าไรโบ-อะมิโนซาโซลีน (RAO) สามารถสังเคราะห์สองในสี่หน่วยการสร้างของ RNA ได้ RAO ยัง "ตกผลึกอย่างสวยงาม" ซัทเทอร์แลนด์กล่าว เมื่อเมล็ดคริสตัลก่อตัวจากอิแนนทิโอเมอร์ที่ถูกดึงดูดไปยังพื้นผิว คริสตัลจะเติบโตเป็นพิเศษโดยการผสมผสานอีแนนทิโอเมอร์ชนิดเดียวกันเข้าด้วยกันมากขึ้น

ออซเติร์กจำได้ว่าซัทเธอร์แลนด์บอกเขาว่ามันจะ "จบเกม" ถ้าแนวคิดเอฟเฟกต์ CISS ได้ผล “เพราะมันง่ายมาก” ออซเติร์กกล่าว “มันกำลังทำกับโมเลกุลที่เป็นศูนย์กลางของต้นกำเนิดของเคมีแห่งชีวิต ซึ่งถ้าคุณสามารถทำให้โมเลกุลนั้นกลายเป็นโฮโมจิรัลได้ คุณก็สามารถสร้างโฮโมจิรัลทั้งระบบได้”

ออซเติร์กได้ไปทำงานในห้องทดลองของฮาร์วาร์ด เขาวางพื้นผิวแมกนีไทต์ลงบนจานเพาะเชื้อ แล้วเติมสารละลายที่มีโมเลกุล RAO ทางซ้ายและขวาในปริมาณเท่ากัน จากนั้นเขาก็วางจานไว้บนแม่เหล็ก นำการทดลองไปไว้ในตู้เย็น และรอให้คริสตัลชิ้นแรกปรากฏขึ้น ในตอนแรก ทีมงานพบว่า 60% ของคริสตัลเป็นแบบใช้มือเดียว เมื่อพวกเขาทำขั้นตอนนี้ซ้ำ คริสตัลของพวกมันก็มีความ chirality เหมือนกัน 100%

ตามที่พวกเขารายงานในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในเดือนมิถุนายน วิทยาศาสตร์ก้าวหน้าหากพวกเขาดึงดูดพื้นผิวไปทางเดียว พวกเขาสร้างคริสตัลที่ถนัดขวาล้วนๆ ถ้าพวกมันดึงดูดมันไปทางอื่น แสดงว่าคริสตัลนั้นถนัดซ้ายล้วนๆ “ฉันรู้สึกประหลาดใจมาก เพราะฉันคุ้นเคยเป็นอย่างยิ่งกับการทดลองที่ไม่ได้ผล” ออซเติร์กกล่าว แต่อันนี้ "ทำงานเหมือนมีเสน่ห์"

หลังโต๊ะ Ozturk เก็บขวดแชมเปญเปล่าที่ Sasselov และทีมงานแบ่งปันในงานเลี้ยงอาหารค่ำเฉลิมฉลอง

คูณและขยาย

แต่พวกเขายังคงมีปัญหาสำคัญอยู่ นั่นคือแม่เหล็กที่พวกเขาใช้ในการทดลองมีความแข็งแรงมากกว่าสนามแม่เหล็กของโลกประมาณ 6,500 เท่า

ออซเติร์กจึงกลับไปที่สถาบันไวซ์มานน์เมื่อเดือนพฤศจิกายนปีที่แล้ว จากนั้นเขาและนาอามานก็ทำการทดลองติดตามผล โดยพวกเขาไม่ได้ใช้สนามแม่เหล็กภายนอกเลย แต่พวกเขาพบว่าเมื่อโมเลกุลไครัลถูกดูดซับลงบนพื้นผิวแม่เหล็ก พวกมันกลับสร้างสนามแม่เหล็กเฉพาะที่บนพื้นผิวซึ่งมีความเข้มข้นมากกว่าสนามแม่เหล็กโลกถึง 50 เท่า การค้นพบนี้ได้รับการยอมรับจากวารสาร peer-reviewed แต่ยังไม่ได้ตีพิมพ์

“คุณกำลังบังคับให้พื้นที่ใกล้เคียงถูกดึงดูด ซึ่งจะทำให้คริสตัลก่อตัวขึ้นต่อไปได้ง่ายขึ้น” จอยซ์กล่าว ผลกระทบที่เกิดขึ้นในตัวเองนั้นทำให้สถานการณ์เป็นไปได้ เขากล่าวเสริม

อรรถวาลีเห็นด้วย ความจริงที่ว่าคุณไม่จำเป็นต้องมีสนามแม่เหล็กสูงเพื่อให้เอฟเฟ็กต์ CISS เกิดขึ้นนั้น “ดีจริงๆ เพราะตอนนี้คุณได้เห็นสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยาที่เป็นไปได้แล้ว” เขากล่าว

แต่กุญแจสำคัญที่แท้จริงในการสร้างโฮโมจิราลิตีคือการดูว่าผลกระทบสามารถขยายออกไปทั่วทั้งเครือข่ายโมเลกุลที่มีปฏิสัมพันธ์กันได้อย่างไร “สิ่งสำคัญที่สุดของเรื่องทั้งหมดนี้ไม่ใช่การที่เราสามารถหาวิธีอื่นเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ chiral” Sasselov กล่าว แต่กลุ่มของเขาได้ค้นพบเส้นทางในการสร้างเครือข่าย Homochiral แล้ว

ในกระดาษที่ขึ้นปกของ วารสารฟิสิกส์เคมี ในเดือนสิงหาคม Ozturk, Sasselov และ Sutherland ได้เสนอแบบจำลองว่าข้อมูล chiral อาจแพร่กระจายผ่านเครือข่ายพรีไบโอติกได้อย่างไร ก่อนหน้านี้ Sutherland และกลุ่มของเขาได้แสดงให้เห็นก่อนหน้านี้ว่าโมเลกุล RNA ที่ถ่ายโอนสำหรับคนถนัดขวาซึ่งจับกรดอะมิโนและนำพวกมันไปที่ไรโบโซมเพื่อสร้างโปรตีนนั้น เชื่อมโยงกับกรดอะมิโนสำหรับคนถนัดซ้ายเร็วกว่าคนถนัดขวาถึง 10 เท่า การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่า chiral RNA จะสร้างโปรตีนที่มี chirality ตรงกันข้ามได้ดีกว่าดังที่เห็นในธรรมชาติ ตามที่นักวิจัยเขียนไว้ในรายงาน: "ดังนั้น ปัญหาโฮโมจิราลิตี้ทางชีวภาพอาจลดลงเพื่อให้แน่ใจว่าสารตั้งต้น RNA ทั่วไปเพียงตัวเดียว (เช่น RAO) สามารถสร้างโฮโมจิราลได้"

การศึกษาไม่ได้อธิบายโดยตรงว่าทำไมนิวคลีโอไทด์ที่สิ่งมีชีวิตชื่นชอบจึงถนัดขวา และกรดอะมิโนของมันจึงถนัดซ้าย Ozturk กล่าว แต่การค้นพบใหม่เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าปัจจัยที่กำหนดคือการดึงดูดที่เกิดจากสนามแม่เหล็กของโลก Athavale ตั้งข้อสังเกตว่าแม้ว่ากระบวนการตกผลึกจะเกิดขึ้นในทะเลสาบดึกดำบรรพ์ 100 แห่ง สนามแม่เหล็กของโลกจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าทะเลสาบเหล่านี้ทั้งหมดจะผลิตสารตั้งต้นที่มีความถนัดเหมือนกันแทนที่จะเป็นส่วนผสม

จอยซ์ตั้งข้อสังเกตว่ามี “การบิดตัวเล็กๆ น้อยๆ ที่ยอดเยี่ยม” หากสนามแม่เหล็กทำให้เกิดอคติเช่นนี้ หากชีวิตเริ่มต้นในซีกโลกเหนือและชื่นชอบโมเลกุลด้วยมือข้างเดียว มันก็คงจะแสดงให้เห็นความถนัดตรงกันข้ามหากเกิดขึ้นในซีกโลกใต้

Athavale ตั้งข้อสังเกตว่าการแพร่กระจายของ chirality ระหว่างตระกูลของโมเลกุลยังคงเป็นสมมติฐานสูง แม้ว่าจะเป็นการดีที่จะทำให้ผู้คนคิด Sasselov เห็นด้วย “แนวคิดของบทความนี้คือการกระตุ้นให้ผู้คนไปทำการทดลองเหล่านี้” เขากล่าว

เวนเตา หม่านักวิจัยต้นกำเนิดของชีวิตที่มหาวิทยาลัยหวู่ฮั่นในประเทศจีนกล่าวว่าเอกสารฉบับใหม่นี้แสดงถึง "ความก้าวหน้าที่น่าสนใจ" แต่เขาจะต้องเห็นผลของ CISS ที่นำไปสู่การเกิดพอลิเมอไรเซชันของ RNA จึงจะเห็นว่ามันเป็นคำตอบที่สมบูรณ์ “หากพวกเขาสามารถบรรลุผลลัพธ์นี้ได้ ฉันคิดว่าเราอยู่ไม่ไกลจาก … วิธีแก้ปัญหา” เขากล่าว

“ฉันชอบเอฟเฟกต์ CISS มาก” กล่าว โนเอมี โกลบัสนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ทำงานเกี่ยวกับปัญหาโฮโมจิราลิตี เธอกล่าวว่าสิ่งที่น่าจะโน้มน้าวใจได้มากกว่านั้นคือให้นักวิจัยตรวจสอบว่าอุกกาบาตที่มีกรดอะมิโนมากเกินไปโดยมีความสามารถพิเศษ (ซึ่งเคยพบมาก่อน) มีอนุภาคแม่เหล็กมากเกินไปหรือไม่ เธอยังตั้งข้อสังเกตอีกว่ากลไกทางทฤษฎีที่แตกต่างกันล้วนสามารถสร้างโฮโมจิราลิตี้ในโมเลกุลที่ต่างกันได้

เจฟฟรีย์ บาดาศาสตราจารย์กิตติคุณที่สถาบันสมุทรศาสตร์ Scripps แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก ไม่เชื่อในแนวคิดนี้ เขาไม่เชื่อว่า RNA สามารถสังเคราะห์ได้ในสภาวะดั้งเดิมในฐานะโมเลกุลที่จำลองตัวเองได้ตัวแรก “ไม่มีใครสร้าง RNA ในบริบทของพรีไบโอติก” เขากล่าว เนื่องจากมีปัญหามากเกินไปเกี่ยวกับความเสถียรของโมเลกุล

ทีมงานของ Sutherland ยังคงทำงานเพื่อแสดงให้เห็นว่านิวคลีโอไทด์อีกสองประเภทสามารถสร้างขึ้นจากโมเลกุลของสารตั้งต้น RNA “ฉันคิดว่าเราใกล้จะตายแล้ว” ซัทเธอร์แลนด์กล่าว “แต่กลุ่มของฉันจะบอกคุณว่าฉันพูดแบบนั้นมา 22 ปีแล้ว”

ไม่ว่าเอฟเฟกต์ CISS จะแสดงถึงโซลูชัน เป็นส่วนหนึ่งของโซลูชันหรือไม่มีโซลูชันเลยก็ตาม มีขั้นตอนถัดไปที่ชัดเจนในการทดสอบ “มันมีทุกแง่มุมของสมมติฐานที่ดีที่คุณจะได้สิ่งที่สร้างสรรค์ สิ่งที่เป็นไปได้ และสิ่งที่สามารถทดสอบได้ในที่สุด” Athavale กล่าว เขาคิดว่าขั้นตอนต่อไปที่น่าเชื่อถือที่สุดคือการแสดงหลักฐานทางธรณีวิทยาว่ากระบวนการนี้อาจเกิดขึ้นนอกห้องปฏิบัติการ

ในการโทรศัพท์ผ่าน Zoom ออซเติร์กยกหินสีดำแบนที่เขาเก็บขึ้นมาระหว่างเดินทางไปออสเตรเลีย สถานที่ที่เต็มไปด้วยหินเหล็กแม่เหล็กซึ่งเขาหวังจะทำการทดลองซ้ำ นอกจากนี้เขายังต้องการทดสอบแนวคิดนี้ในอนาคตให้มีพลวัตมากขึ้น: ทะเลสาบดึกดำบรรพ์ที่เขาคิดว่าโมเลกุลในยุคแรก ๆ ที่ก่อตัวขึ้นนั้นจะมีกระแสและการไหลของสสาร เช่นเดียวกับวัฏจักร "เปียก-แห้ง" ตามธรรมชาติที่ขับเคลื่อนโดยฝนและอุณหภูมิสูง จะทำให้ผลึกก่อตัวและละลาย ก่อตัวและละลาย

หมายเหตุบรรณาธิการ: Sasselov และกลุ่มของเขา เช่นเดียวกับ Joyce และ Sutherland ได้รับเงินทุนจาก มูลนิธิไซมอนส์ซึ่งให้ทุนสนับสนุนนี้ด้วย นิตยสารอิสระด้านบรรณาธิการ. การตัดสินใจระดมทุนของมูลนิธิ Simons ไม่มีอิทธิพลต่อการรายงานข่าวของเรา