Химические «близнецы»: как отличить обычную жизнь от зеркальной?

Вы когда-нибудь пытались надеть левую перчатку на правую руку? Это неудобно, пальцы не на месте, и вообще — ощущение, что что-то идет не так.

В химии всё работает точно так же. Есть такое понятие — хиральность (или «зеркальность»). Многие молекулы существуют в двух версиях: они состоят из одних и тех же атомов и связаны одинаково, но при этом являются зеркальным отражением друг друга. Как ваша левая и правая руки: вы можете приложить их друг к другу, но они никогда не совпадут идеально.

На нашей планете почти вся жизнь — «правша». Наша ДНК, сахара и аминокислоты закручены в одну конкретную сторону. Но что, если бы существовала жизнь, построенная из «леворуких» молекул? Ученые называют это зеркальной жизнью.

Зачем нам это нужно, если её еще нет?

Сразу оговорюсь: зеркальная жизнь — это пока теория. Мы не находили её в космосе и пока не создали в лаборатории.

Но ученые уже вовсю об этом беспокоятся. Если мы когда-нибудь сможем создать «зеркальных» бактерий в лаборатории (а синтетическая биология движется к этому семимильными шагами), их будет очень сложно контролировать.

Представьте: зеркальная бактерия попадает в природу. Наши природные враги (другие микробы) не могут её «съесть», потому что она для них — как другой вид материи. Наш иммунитет может её просто не узнать. Это будет «невидимый» захватчик, который будет бесконтрольно размножаться, потому что в земной природе нет ничего, что могло бы его остановить. Это как играть в шахматы, где фигуры противника просто проходят сквозь ваши, не сталкиваясь.

Как вычислить «самозванца»?

Как найти то, что химически идентично обычной жизни, но закручено «не в ту сторону»?

Ученые из университетов Стратклайд и Дарема предложили гениальный способ: использовать свет.

Технология называется CPL (круговая поляризация люминесценции). Если вы когда-нибудь были в кино в 3D-очках, то примерно понимаете принцип.

Идея в следующем: ученые используют специальные «флуоресцентные зонды». Представьте их как крошечные светящиеся наклейки, которые прилипают к определенным частям клетки. Когда эти зонды начинают светиться, они испускают свет, который закручен в определенную сторону (влево или вправо).

Анализируя этот «вираж» света, можно получить молекулярный отпечаток. Если свет крутится в одну сторону — перед нами обычная жизнь. Если в другую — поздравляем, мы нашли зеркальный организм!

Игра на опережение

Команда подходит к вопросу серьезно. Чтобы не получить ложную тревогу, они предлагают использовать не один зонд, а целый «коктейль» из разных молекул. Это гарантирует точность.

Как говорит доктор Льюис Маккензи, один из ведущих исследователей: мы не ждем появления зеркальной жизни завтра утром, но гораздо лучше подготовить фонарик до того, как мы войдем в темную комнату.

Это крутой пример того, как молекулярная детективная работа может в будущем защитить всю нашу планету от биологических сюрпризов.