Peilikuvien maailma: Miksi kemiallinen "väärinpäinisyys" voi mullistaa biologian?

Oletko koskaan yrittänyt pukea vasemman käden hanskaa oikeaan käteen? Se tuntuu kömpelöltä, se ei istu, ja se on lyhyesti sanottuna ihan väärin.

Kemian maailmassa molekyyleillä on täsmälleen sama ongelma. Tätä ilmiötä kutsutaan kiraalisuudeksi. Monet molekyylit esiintyvät kahdessa versiossa, jotka ovat toistensa peilikuvia. Niillä on samat atomit ja samat sidokset, mutta ne eivät ole päällekkäin asetettuna samoja. Ne ovat kuin vasen ja oikea kätesi: näyttävät samalta, mutta eivät sovi yhteen.

Maapallon elämä on lähes täysin "oikeakätistä". Meidän DNA:mme, sokerimme ja aminohappomme kiertyvät kaikki tiettyyn suuntaan. Mutta entä jos elämä koostuisikin kokonaan "vastaantulijoiden" eli peilikuvamolekyylien varassa? Tiedeyhteisö kutsuu tätä käsitteellistä ilmiötä nimellä peilielämä (Mirror Life).

Miksi tästä pitäisi välittää?

Ennen kuin lähdet etsimään peilikuvamuotoisia avaruusolioita takapihaltasi, on hyvä huomata yksi asia: peilielämää ei ole vielä löydetty, eikä sitä ole vielä luotu. Se on tällä hetkellä teoreettinen konsepti.

Tiedemiehiä kuitenkin mietityttää yksi kriittinen kysymys: mitä jos synteettinen biologia onnistuisi luomaan laboratoriossa kokonaan peilikuvallisen organismin?

Jos tällainen "peilibakteeri" päätyisi luontoon, se voisi olla vaarallinen. Se voisi olla täysin näkymätön tunkeutuja. Meidän immuunijärjestelmämme ei välttämättä tunnistaisi sitä, eikä mikään luonnon saalistajista osaisi syödä sitä. Se olisi kuin pelaisit shakkia, jossa vastustajan nappulat kulkevat omien nappuloiden läpi ilman vastustusta.

Valo paljastaa huijarin

Miten löytää jotain, joka näyttää kemiallisesti täysin tavalliselta, mutta on "kiertynyt" väärään suuntaan?

Strathclyden ja Durhamin yliopistojen tutkijat ovat kehittäneet nerokkaan ratkaisun: valon hyödyntämisen.

He ehdottavat tekniikkaa nimeltä Circularly Polarized Luminescence (CPL). Jos olet nähnyt elokuvissa käytettäviä 3D-laseja, olet nähnyt tämän teknologian perusversion.

Ideana on käyttää erikoistuneita "fluoresoivia koettimia" – ajattele niitä pieninä, hehkuvina molekyylitarroina. Nämä koettimet tarttuvat solun tiettyihin osiin. Kun ne alkavat loistaa, ne lähettävät valoa, joka kiertyy tiettyyn suuntaan (joko vasemmalle tai oikealle). Analysoimalla valon kiertosuunnan, tutkijat voivat tunnistaa molekyylitason sormenjäljen.

Jos valo kiertyy yhteen suuntaan, kyseessä on tavallinen elämä. Jos se kiertyy vastakkaiseen suuntaan, olemme löytäneet peiliolennon!

Varotoimet on huomioitu

Tutkijat eivät kuitenkaan luota pelkkään sattumaan. Yksi yksittäinen koetin voi antaa "väärän hälytyksen", joten he ehdottavat käyttämään useita eri koettimia samanaikaisesti. Näin varmistetaan, että tulos on 100-prosenttisen varma.

Kuten tutkimusryhmän johtaja, tohtori Lewis MacKenzie, toteaa: emme odota peilielämän ilmestyvän huomenna, mutta on paljon parempi pitää taskulamppu valmiina ennen kuin astumme pimeään huoneeseen.

Tämä tutkimus on kiehtova esimerkki siitä, miten molekyylitason "detektiivityö" voi tulevaisuudessa suojella koko planeettaamme biologisilta yllätyksiltä.