Белки всех живых организмов состоят из аминокислот. При этом аминокислоты могут существовать в форме двух оптических изомеров – строго одинаковых по составу, но зеркально противоположных по структуре, как правая и левая руки. Это явление называется хиральностью. Хиральные формы легко различить по направлению, в котором они вращают поляризацию проходящего через раствор излучения, влево или вправо. Однако аминокислоты, входящие в состав живых организмов – от вирусных оболочек до мозга человека, – все «левосторонние», L-изомеры.
Эта особенность выглядит как фундаментальное свойство жизни на Земле, однако с точки зрения химии разные оптически изомеры не отличаются ничем. Отчего жизнь стала «левосторонней», и как это влияет на нее? Способствовали ли какие-то особые условия на ранней Земле или в космосе синтезу именно L-изомеров? Эти вопросы остаются одними из самых трудноразрешимых в биологии. Свет на них может пролить открытие американских ученых из команды Бретта МакГуира (Brett McGuire) из Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO).
В статье, опубликованной журналом Science, они сообщают о первом обнаружении хиральной молекулы в межзвездном пространстве на расстоянии 390 световых лет от Земли, в направлении центра Млечного Пути. В обширном газопылевом облаке Стрелец B2, где активно развиваются процессы звездообразования, астрономы обнаружили пропиленоксид. Довольно невзрачное с точки зрения промышленной химии, вещество применяется, например, в составе топливных присадок. Однако в космосе тот же пропиленоксид – редкая и ценная находка.
Левый (L) и правый (R) оптические изомеры пропиленоксида / ©B. Saxton/NRAO/AUI/NSF
Ранее хиральные молекулы – некоторые простейшие аминокислоты – находили лишь на ледяных боках комет. Однако присутствие таких соединений (пусть пока и не аминокислот) в свободном космическом пространстве не менее важный факт. Здесь они могут накапливаться в достаточных количествах и затем попадать на молодые планеты, рождающиеся поблизости от юных звезд. Здесь они могут подвергаться массовым воздействиям различных факторов космической среды. Некоторые из них и могут привести к доминированию лишь одной группы оптических изомеров, заложив асимметрию всей будущей жизни.