ชุมชนนักวิทยาศาสตร์ศึกษาแรงทางกายภาพที่อยู่เบื้องหลังการเลือกความเป็นมือซ้ายของสิ่งมีชีวิต

การค้นพบล่าสุดของ NASA เกี่ยวกับความสามารถของ RNA ในการทำงานร่วมกับกรดอะมิโนทั้งแบบมือซ้ายและมือขวา ได้จุดประกายให้เกิดการถกเถียงที่น่าสนใจในชุมชนวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับแรงพื้นฐานที่อาจมีอิทธิพลต่อการเลือกความไม่สมมาตรของสิ่งมีชีวิต

ประเด็นวิจัยสำคัญ:

• RNA สามารถทำงานร่วมกับกรดอะมิโนทั้งแบบหมุนซ้ายและหมุนขวา
• อุกกาบาตแสดงให้เห็นว่ามีกรดอะมิโนแบบหมุนซ้ายมากเกินปกติ
• โปรตีนที่มีไครัลลิตี้ผสมโดยทั่วไปไม่สามารถก่อตัวเป็นโครงสร้างที่เหมาะสมได้
• ภารกิจ OSIRIS-REx ได้เก็บตัวอย่างกรดอะมิโนจากดาวเคราะห์น้อย Bennu
• แรงเชิงแสงอาจมีอิทธิพลต่อการเลือกความเป็นมือของโมเลกุล

แสงและการหมุน: กุญแจสำคัญที่อาจไขปริศนาความเป็นมือซ้ายของสิ่งมีชีวิต

ทฤษฎีที่น่าสนใจที่เกิดขึ้นจากการอภิปรายในชุมชนมุ่งเน้นไปที่บทบาทของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและปรากฏการณ์ทางแสงในการกำหนดความไม่สมมาตรระดับโมเลกุล นักวิจัยพบว่าแสงโพลาไรซ์เชิงเส้นมีปฏิสัมพันธ์ที่แตกต่างกันกับวัตถุที่มีความไม่สมมาตรและภาพสะท้อนของมัน ซึ่งอาจเป็นกลไกสำหรับการคัดเลือกระดับโมเลกุล นักวิทยาศาสตร์บางคนเสนอว่าคีมแสง (optical tweezers) ที่ใช้แสงโพลาไรซ์แบบวงกลมอาจมีบทบาทในกระบวนการคัดเลือกโมเลกุลในยุคแรกเริ่ม ซึ่งอาจเป็นพื้นฐานทางกายภาพสำหรับการที่สิ่งมีชีวิตเลือกใช้กรดอะมิโนแบบมือซ้าย

นัยสำคัญในทางปฏิบัติของความไม่สมมาตรระดับโมเลกุล

การอภิปรายเผยให้เห็นข้อพิจารณาที่สำคัญเกี่ยวกับโครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีน ความไม่สมมาตรแบบผสมในโปรตีนดูเหมือนจะเข้ากันไม่ได้กับสิ่งมีชีวิตที่เรารู้จัก แม้ว่าจะมีเพปไทด์บางชนิดที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในรูปแบบวงกลม แต่โปรตีนขนาดใหญ่ต้องการความไม่สมมาตรที่สอดคล้องกันเพื่อสร้างโครงสร้างที่เหมาะสม

หลักฐานใหม่จากอวกาศ

ชุมชนนักวิทยาศาสตร์ได้เน้นย้ำถึงการค้นพบล่าสุดจากภารกิจ OSIRIS-REx ซึ่งได้เก็บตัวอย่างที่มีกรดอะมิโนจากดาวเคราะห์น้อย Bennu การค้นพบนี้สร้างความตื่นเต้นเกี่ยวกับข้อมูลเชิงลึกที่อาจเกี่ยวข้องกับต้นกำเนิดของการเลือกโมเลกุลของสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสังเกตที่ว่าอุกกาบาตที่ศึกษามาจนถึงปัจจุบันแสดงให้เห็นถึงปริมาณกรดอะมิโนแบบมือซ้ายที่มากกว่า ซึ่งเป็นชนิดเดียวกับที่พบในสิ่งมีชีวิตบนโลก

ยานอวกาศ OSIRIS-REx ที่เก็บตัวอย่างจากดาวเคราะห์น้อย Bennu มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความเข้าใจเกี่ยวกับคุณสมบัติทางโมเลกุลของสิ่งมีชีวิต

ทิศทางการวิจัยในอนาคต

นักวิทยาศาสตร์กำลังวิเคราะห์ตัวอย่างจาก OSIRIS-REx เพื่อศึกษาความไม่สมมาตรของกรดอะมิโนแต่ละชนิด โดยมีแผนที่จะขยายการศึกษาในลักษณะเดียวกันไปยังตัวอย่างจากดาวอังคารในอนาคต การวิจัยนี้อาจให้ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับการเลือกความไม่สมมาตรของสิ่งมีชีวิตว่าเป็นสากลหรือเป็นเอกลักษณ์เฉพาะโลก ซึ่งอาจช่วยให้เราเข้าใจความเป็นไปได้ของการมีสิ่งมีชีวิตในที่อื่นในจักรวาล

การศึกษาความไม่สมมาตรระดับโมเลกุลอย่างต่อเนื่องนี้แสดงให้เห็นถึงจุดตัดที่น่าสนใจระหว่างฟิสิกส์ เคมี และชีววิทยา โดยมีนัยสำคัญที่อาจเปลี่ยนแปลงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับต้นกำเนิดและวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต