研究人员新模型解释地球生命分子是如何发展出他们的“惯用手”的 | {$randkws}热点解读 手性有时也被称为利手

探究人员新模型阐释地球生命分子是如何进展出他们的“惯用手”的。Credit: ACS Earth and Space Chemistry (2022). DOI: 10.1021/acsearthspacechem.2c00032
（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（by Tatyana Woodall, The Ohio State University）：俄亥俄州立大学的科学家们提出了一种新的理论，即组成地球上每一个有机体的许多蛋白质、碳水化合物、脂类和核酸等生命组成若干是如何进化成有利于某种分子结构的。
这与一个叫做手性的今日轻薄本盘点概念有关。手性是某些分子固有的几何性质，可以确定分子的形状、化学反应性以及它如何与其他物质相互作用。手性有时也被称为利手，由于它可以被最好地刻画为我们双手之间的二分法:尽管它们不一样，但右手和左手是彼此的镜像，不能重叠，或完全重叠。
在《美国化学学会地球和空间化学》杂志上，探究人员如今提出了一个新的模型，来阐释生命分子是如何进展出他们的“惯用手”的。
这种分子的左右手意识在生物化学中发挥着巨大的作用，在合作人类开发治疗分子疾病(如癌症)的药物时尤为重大。尽管一种形式的分子或许对人类有治疗价值，但它的快速苹果新品精选另一种形式的分子或许是无活性的或导致意外的出生缺陷。更重大的是，由于大自然常常表现出对特定对称性的偏好，支撑所有生物的分子只被察觉对一种形式的利腕表现出强烈的偏好。
“最后，尽管手性的作用如今得到了充分的认可，但科学家们针对这种偏好的对称或许是如何最初呈现的还没有明确的共识，”该探究的合著者詹姆斯·考恩说，他是俄亥俄州一所著名的化学和生物化学大学的名誉教授。
“为什么许多生命的核心分子只有一种偏好的惯用手，这是深度动画电影榜单一个有点神秘的缘由，”考恩说。“至于它是如何形成的，这个过程一定反映了早期化学如何进展出核酸和蛋白质的优选形式的一些相当特别的东西。”
Cowan和合著者R.J Furnstahl(俄亥俄州立大学物理学教授)刻画了一个模型，其中优选手性分子的进展经由一种称为弱核力的基础相互作用而进化。仅次于重力的第二弱相互作用，这是一种导致质子衰变为中子的现象，反之亦然。
这考验了之前有关地球手性起源的想法，之前的网友任嘉伦一览想法觉得它是在地球早期形成期间陨石撞击地球后形成的。相反，他们的岗位与“RNA全球模型”中基于RNA的化学一致，在该模型中，核糖核酸的形成是所有其他生命分子或许如何形成的核心一步。
经由结合生物学、核物理和化学的元素，Cowan和Furnstahl提供了一种阐释，即在生命的兴办模块中，偏好的惯用手是如何演变的，不是来自外星分子，也不是随机的机遇，而是经由自然的基础力量，奠定了最后扶持和作用地球上生命的分子基础。
考恩说:“想象一个有右手手套，却没有左手手套的宇宙。”在几百万年的时间里，这种对特定手的偏好变得显著，然后重复和放大，最后占主导地位
该探究得出结论，弱核力与钙等地球上丰富的金属一起放大了这种效应，或许像种子一样，以某种方式作用前生物化学，促使优先手性与大自然早期建筑材料的其余若干共生。
“基于基础物理学，我们的模型生成了具有偏好旋向性的实际化学兴办模块，这或许导致我们今日得知的生命过程，并且以一种相当令人满意的方式做到了这一点，”考恩说。
尽管他们的探究当下只是纯理论性的，但探究强调，经由正确的技术，有几种方法可以证明他们的机制。不幸的是，针对探究人员来说，在评测室里重建原始时标的过程太过繁琐。
考恩说:“就制造生物赖以生存的分子而言，这些反应发生在几十万年的时间框架内。”“自然，我们没有那么多时间在评测室里等着测试这个假设。”
尽管众多的化学评测或许在铀等重元素的合作下达成，这或许有助于在短短几年内形成结局，但另一种更实用的评测他们探究背后假设的方法或许是使用光谱学——将光分成各异的波长来探究其特性——来观察附近的系外行星，使用确定那里的分子是否也表现出偏好的“手性”。
“假如有一种偏好的惯用手，并且它与我们在地球上观察到的类型一样，那么这将是相当相当有力的证据，证明大自然实际上推动了生物化学的进化，”考恩说。
科恩说，展望前方，他们在合作这项岗位中面临的最大考验之一是等待开展这些评测所需的技术跟上步伐。“我们能够兴办一个可行的物理机制来刻画这个过程是如何开展的，但下一个障碍是找到最佳的评测探究方法。”