ホモキラリティー
ホモキラリティーの不思議/iStock

 地球上にある生命体はすべて右利きあるいは左利きの分子からできている。庭にいるカタツムリをじっくり観察してみればあることに気づくだろう。その貝殻の渦巻の方向はほとんど同じなのだ。たまには逆向きのものも見かけるかもしれないが、そうしたものはごく稀だ。 

 右向きと渦巻と左向きの渦巻は互いが互いの鏡像であるかのような構造をしている。そして、そのためにどう回転させても、形がぴったり重なり合うことはない。

 こうした構造を「キラリティー」や「対掌性」といい、分子にも見ることができる。そしてカタツムリの貝殻と同じく、分子の向きも右か左、どちらか一方に偏っている。これを「ホモキラリティー」と呼ぶ。
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生命体の基本構成要素は左右どちらかに偏っている


 じつは生体分子の多くには、原則としてホモキラリティーがある。

 たとえばタンパク質の基本単位であるアミノ酸は、ほぼ左旋性に偏っている(L体)。一方、RNAやDNAを構成する糖は、ほぼ右旋性(D体)だ。

 こうしたホモキラリティーが生命誕生の要件である可能性も指摘されている。だが、そもそもなぜ、そしてどのようにしてそれが発生するのかは大きな謎だ。

 実験でアミノ酸や糖を作ってみれば、L体もD体も出来上がる。なのに、なぜか生体分子にはホモキラリティーがあるのだ。

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iStock

ホモキラリティーは宇宙線の影響か


The Astrophysical Journal Letters』(5月20日付)に掲載された研究では、その理由について、生命が宇宙から届く強い力によって形作られたからではないだろうかと説明している。

 スタンフォード大学をはじめとする研究チームが言っているのは、光速に近い速度で銀河から常に降り注いでくる宇宙線のことだ。

 宇宙線は細胞が突然変異する確率を高める。しかし、それはそのまま地上に降り注いでいるわけではなく、大気や地磁気によって相当に弱められている。

 宇宙線のかなりの部分は地磁気によって逸れてしまうし、逸れなかったものも大気に当たって崩壊する。そのため地上に到達した頃には、ほとんどの宇宙線には「ミュー粒子」(電子に似た素粒子)しか残っていない。

 ミュー粒子は他の素粒子に比べると寿命が長く、平均2.2ミリ秒存在する。それが光速に近い速度で飛来するので、崩壊するまで地下を数百メートル移動することができる。すると、そこで崩壊して電子になるのだが、今度はそれが磁気を同じ方向に偏極させる。

カニ星雲
宇宙線の既知の発生源であるカニ星雲 image by:NASA

磁気の偏りがホモキラリティーを作り出す


 これは今存在する生物にはほとんど影響しない。しかし自己複製分子としてようやく誕生したばかりの初期生命なら、ずっと大きな影響を受けた可能性があると研究チームは考えている。

 彼らによれば、初期の分子には、人工的に作られる分子のようにL体もD体もあったのだという。

 しかし常に磁気的に偏極したミュー粒子にさらされるうちに、キラリティーにわずかな偏りが生じた。さらに数十億世代が経過するうちに、その影響はもっと大きなものとなり、やがてもう一方のタイプを駆逐してしまった。

カニ星雲
宇宙線の既知の発生源であるカニ星雲 image by:NASA

ホモキラリティーは宇宙の普遍的な法則か?


この説が正しいのかどうか、大昔にさかのぼって調べることはできない。しかし、たとえば細菌に磁気的に偏極した放射線を浴びせて、その突然変異を確かめてみることはできるかもしれない。

 もしこうした実験によってキラリティーに偏りが生じることが証明されれば、生命に存在するホモキラリティーは地球だけのものではないということになる。宇宙線は宇宙で普遍的なものだからだ。きっと地球以外の惑星に存在する生命にも同じような特徴があるに違いない。

The Chiral Puzzle of Life - IOPscience
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab8dc6
References:The Building Blocks of Life Are Left-Handed, And The Reason Could Come From Deep Space/ written by hiroching / edited by parumo

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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 20:32
  • ID:O5FlWJ240 #

俺のスティックが右寄りのもか?

2

2. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 21:00
  • ID:oflFKSe90 #

可愛い女の子に僕の股間の旋光度を測定して欲しい

3

3. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 21:01
  • ID:YyM6R7Hl0 #

アッー!

4

4. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 21:10
  • ID:.G4Cyn.k0 #

上から見る?下から見る?

5

5. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 21:13
  • ID:YHaewWu10 #

右と左の話、逆向きの牛乳(おそらく脂肪分子)を人工的に作ると糞不味いとか。

蝸牛の話は違うと思う。
分子レベルとかじゃなくて遺伝子の問題。
時々反転するけど右は右、左は左としか交接できないから両者は相容れない。
結果、偏った分布になるとか…これに蝸牛を食べる偏向した口の蛇の話が云々と、グールドの本で読んだ記憶が…
詳しい人、フォローしてくれ。

6

6.

  • 2020年06月02日 21:20
  • ID:Z8lvTt950 #
7

7. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 21:22
  • ID:YHaewWu10 #

追記
DNAは巨大な分子だが蝸牛の場合、分子自体が鏡像反転してるわけではない。
遺伝子の一部が違い、結果左右反転してるということ。

8

8. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 21:26
  • ID:k.Sg.iNn0 #

不斉中心の箇所が増えるだけで立体構造の違いで種類が倍々に増えるんだから、原料を一方にしないと自己複製したときに同じ物できないだろ

9

9. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 21:59
  • ID:mOxoA9ab0 #

L型はL型しか食料に出来ない

10

10. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 22:09
  • ID:gZ0APbrA0 #

悔しいなぁ
どうして知的なコメントが出せないんだろ どうして股間の傾きしか頭に浮かばないんだろ

11

11. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 22:18
  • ID:Ag2Y3DF60 #

つまり惑星フェアリィのJAMが生み出す(てかJAM自身)コピー人間が地球人類に対しての鏡像異性体の持ち主なのも、そういう方向に宇宙線が働いたからか。
なるほど、わからん!

12

12. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 22:19
  • ID:nNIZJqky0 #

関係無いけどサムネが髪薄い人の分け目に見えた

13

13. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 22:24
  • ID:YU9oQemJ0 #

※1
君、明日からカニ星雲支店に左遷だ。

14

14.

  • 2020年06月02日 22:28
  • ID:YHaewWu10 #
15

15.

  • 2020年06月02日 22:30
  • ID:VaIBoNX50 #
16

16. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 22:46
  • ID:QjPIXPHq0 #

個人的には極めて胡散臭いと思っているけれど、大学の物理教員がキラリティーの偏りはパリティ対称性の破れで説明できるかもしれないという議論をしていた。
この記事で説明されているのは、それに比べればまだだいぶありそうな気がするけれど、結局こういうのは直接的な検証ができないから歯がゆいですね。

17

17. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 22:53
  • ID:usF2rZN80 #

>>12
      |
       |  彡⌒ミ
       \ (´・ω・`)また髪の話してる
        (|   |)::::
         ( γ /:::::::
          し \:::
             \
貼れと言われた気がした

18

18. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 22:54
  • ID:qOdlYUN20 #

人間の顔も左右対称ではないのが普通で、
左右対称に近い人ほど美しく見えるっていうのも
何か関係ありそうなような。

19

19. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 22:58
  • ID:aK0efSfr0 #

親戚がこれ関連の研究をしててベロベロに酔っ払って右巻き左巻きを熱弁してた。あとちょっとだったそうだが定年退職してしまった。光も右巻き左巻きがあって、3Dメガネにも応用されてるらしい!

20

20. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 23:01
  • ID:.k1580aU0 #

これについて初めて知ったのは「ダーティ・ペア」でだった

21

21.

  • 2020年06月02日 23:09
  • ID:R364wAmd0 #
22

22. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 23:13
  • ID:eExDCJE10 #

サリドマイド薬害もキラリティー問題だね。
化学合成するとL体もD体も全く寸分狂いなく50:50で生成される=科学的特性は同一なのに、
ホモキラリティーのある生物にとってはD体は薬になってL体は毒になるっていう。

23

23. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 23:14
  • ID:eExDCJE10 #

※11
雪風wアニメは残念だったね…

24

24. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 23:39
  • ID:YU9oQemJ0 #

※10
股間に手をあてて、よーく考えてごらん

25

25. 匿名処理班

  • 2020年06月02日 23:40
  • ID:HxzcDlgp0 #

宇宙有りきで地球が有って、地球有りきで生命体は居るんだろうしなぁ
きっと人間辺りは地球の大腸菌とか皮膚ダニとかそんな感じなんだよ(脱線)

26

26. 匿名処理班

  • 2020年06月03日 01:21
  • ID:WeW8BHV40 #

>>20
ワイはベターマン

27

27. 匿名処理班

  • 2020年06月03日 01:24
  • ID:zWzHFNvh0 #

NHKかどこかで言ってたこの説を、専門の大学の教授に話したら、
「宇宙線によってキララティに偏りが生じるとは思えない」
という返答だった。
20年以上経って特に変わらないこの記事を見て、科学の奥深さを再認識した。まだまだわからないことは多い。

28

28. 匿名処理班

  • 2020年06月03日 03:25
  • ID:p8SgtIJz0 #

なるほど分からん!

29

29. 匿名処理班

  • 2020年06月03日 07:36
  • ID:BpvrKzUB0 #

※13
そんなことは、させん!w

30

30. 匿名処理班

  • 2020年06月03日 11:09
  • ID:zaRxPrqF0 #

整理した。
左巻きの蝸牛は天敵の蛇に対して「食べにくい」ことで生き残りに有利だが、
右向きの蝸牛とは物理的に交尾が出来ないので子孫を残せない。
という話。
ただ分子の鏡像反転の話としてはあまり良い例ではないということ。

超レアな「左利きのカタツムリ」ジェレミー、恋のお相手が見つかる
//wired.jp/2016/11/11/snail-jeremy-left-handed-love/
右利きのヘビと左巻きのカタツムリ…「右」と「左」から迫る生物進化の謎
//www.sbj.or.jp/wp-content/uploads/file/sbj/9303/9303_index.pdf
//s-park.wao.ne.jp/archives/1443

31

31. 匿名処理班

  • 2020年06月03日 13:20
  • ID:tOL4pwkY0 #

※5
カタツムリの話はフォローできなくて済まないのだが、うまみ成分の一つグルタミン酸ナトリウムは略してるけど L のほうだね。 D 型のほうは味がしないらしい。
なかなか世の中難しいね、というかわかってることのほうが圧倒的に少ない気がする。

32

32. 匿名処理班

  • 2020年06月03日 13:33
  • ID:CESBBqad0 #

※20
俺は時の果てのフェブラリーで

33

33. じょん・すみす

  • 2020年06月03日 16:59
  • ID:bjugPG8y0 #

光学的異性体の話か、これは意外と面倒な話なんだ。
右と左で物は同じだが効能が違う、って事がよくあるんだ。
例えばの話、あの”サリドマイド”って薬なんだが、光学異性体が出来る構造で
片方に薬効があって、もう片方が重い後遺症を残すんだ。
現在の技術だと薬効が出るほうだけ分離できるんだけど、金がかかるんで
それを誰もやらないんだ。

34

34. 匿名処理班

  • 2020年06月03日 23:31
  • ID:vI0QO56g0 #

チキンブロスは美味かったよなw

35

35. 匿名処理班

  • 2020年06月04日 23:14
  • ID:HOKEXUl70 #

非対称を生み出すには原料に非対称な要素がなければならない
では最初の非対称はどこから出てきたのか

人間が結晶拾って光学分割できるのも人間が非対称だからこそなわけで

36

36. 匿名処理班

  • 2020年06月07日 01:23
  • ID:Vk.zKpS20 #

全てが左右対称だったら、左右の概念さえ初めから無くて、特定の構造を持つ生命もつくれないよね

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