天体化学家首次在星际空间探测到手性分子

空间中的镜像分子能否帮助解释为什么生命偏好具有单一手性的分子?

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手性分子以两种形式存在:彼此互为镜像但无法重叠的版本,就像左右手一样。然而,生命似乎偏好具有单一化学手性的分子。例如,所有 DNA 都像右手螺丝上的螺纹一样顺时针扭曲。与此同时,几乎所有氨基酸都是左手性的。为什么是其中一种? “已经非常确定的是,一旦存在过量[一种手性],生命就会随之发展,”位于弗吉尼亚州夏洛茨维尔的国家射电天文台的天体化学家 Brett McGuire 说。例如,如果 DNA 以两种形式存在,它的链就不会结合在一起,生命可能就不会发展到今天。

尽管可能这种过量起源于陨石,陨石在其早期历史中将主要一种或另一种类型的分子带到地球,但另一种假设表明手性的起源要古老得多。正如《科学》杂志报道的那样,McGuire 和他的同事在星际空间中发现了一种手性分子。这种化合物环氧丙烷存在于人马座 B2 中,人马座 B2 是银河系中心附近的 газовых 和尘埃云。

图表:Amanda Montañez


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加州理工学院的 P. Brandon Carroll 和该论文的合著者说,这项观察表明手性分子在“太阳系很久以前”就已存在。如果这些类型的分子主要是右手性的,它们可能在很久以前,在我们太阳首次发光之前,就已播下其他右手性分子(最终包括 DNA)形成的种子。如果是这样,那么右手性过量可能是在地球形成时就融入了地球的化学物质中,而不是在事后由陨石添加的。

NASA 天体化学家 Stefanie Milam 表示,对于天体生物学来说,这意味着“巨大的”影响,因为它们表明至少一些与生命相关的复杂化学物质存在于宇宙的其他地方。其他人则持怀疑态度。亚利桑那州立大学生物化学家 Sandra Pizzarello 研究过陨石中的手性分子,她说将这些观察结果与 DNA 手性联系起来可能很困难。“我们仍然想知道”在分子云和生命起源之间的漫长道路上会发生什么,她说。

McGuire 现在正在测试环氧丙烷分子的大多数是右手性还是左手性。

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