В хиральном отражении

В облаке межзвездного газа в созвездии Стрельца, что в центре Млечного пути, исследователи из Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology) обнаружили молекулу оксида пропилена, которая известна двумя формами, представляющими зеркальные отражения друг друга. Говоря иначе, эти две формы хиральны: их отображения в идеальном плоском зеркале не могут быть совмещены, они соотносятся между собой как левая и правая рука, потому это свойство и называется хиральность (от греч. cheir – рука). Оксид пропилена в звездообразующем облаке под названием Стрелец В2 – это первый пример хиральности за пределами Солнечной системы. Хиральные молекулы присущи абсолютно всем организмам на Земле, и то, какие варианты этих молекул – право- или левосторонние – входят в состав компонентов живой клетки, является фундаментальным биологическим свойством. Право- и левосторонность определяются направлением вращения плоскости поляризованного света, пропускаемого через раствор биологического соединения. Так, все живое использует только правостороннюю форму сахара рибозы для построения остова ДНК, а все аминокислоты белков – левосторонни. Пренебрежение этим фундаментальным свойством может иметь драматические последствия: так, лекарство талидомид, назначавшееся в середине прошлого века беременным женщинам для нормализации сна, стало причиной врожденных дефектов у их детей. Препарат состоял из хиральных молекул – как право-, так и левосторонних, одни действовали как снотворное, другие вызвали дефекты развития. Каким образом жизнь на Земле сформировалась с предпочтением какой-либо одной форме хиральности тех или иных молекул, неясно, и на этот счет есть разные предположения. Главный вопрос в следующем: подбирались ли хиральные молекулы для жизни на Земле изначально, или хиральность – результат чистой случайности? 

В попытках найти ответ исследователи из CalTech – авторы публикации в последнем номере Science – использовали два радиотелескопа, один – в Западной Вирджинии, другой – в Австралии. Каждая молекула по мере прохождения космического пространства излучает радиоволны уникальной частоты, их можно улавливать радиотелескопами и идентифицировать, сопоставляя с частотами известного спектра. Так в облаке Стрелец В2 были обнаружены значительные количества оксида пропилена, который хоть и не используется живыми организмами в качестве “стройматериала”, но известен на Земле хиральностью. Открытие хиральной молекулы за пределами Солнечной системы – важное событие для изучения роли этого свойства в зарождении жизни.