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生命の起源へのキラルなつながり?科学者が星間雲でミラー分子を発見

生命の起源へのキラルなつながり?科学者が星間雲でミラー分子を発見

アラン・ボイル

プロピレンオキシド
プロピレンオキシド分子には右巻きと左巻きのものがあります。これは右巻きです。(クレジット:Science / AAAS、YouTube経由)

研究者らは、星間空間で鏡像分子の存在を示す最初の証拠を発見したと発表している。これは地球上の生命を誕生させた化学反応に関連する発見である。

プロピレンオキシドの分子は、ウェストバージニア州のグリーンバンク望遠鏡を使ったスキャン中に、地球から約2万8000光年離れたいて座B2北と呼ばれる巨大な雲の中で検出された。

鏡像分子は、地球上の生命の構成要素となる分子のように、左手型または右手型の分子配向を持つ点で注目に値します。この「利き手」はキラリティーとして知られています。

「これは星間空間でキラリティー特性を持つ分子として初めて発見され、宇宙で生命誕生前の分子がどのように作られるのか、そしてそれが生命の起源にどのような影響を与えているのかを理解する上で画期的な進歩となる」と、国立電波天文台の化学者ブレット・マグワイア氏は報道発表で述べた。

マグワイア氏は、この発見に関する論文の著者の一人である。この論文はサイエンス誌に掲載され、本日サンディエゴで開催されたアメリカ天文学会の会議でも議論された。

キラル分子の配向は、地球上の生命にとって重要な役割を果たしています。例えば、アミノ酸は理論上、左巻き型または右巻き型の配向をとることができますが、地球上の生命が利用するアミノ酸はすべて左巻き型です。糖も左巻き型または右巻き型ですが、生体細胞は右巻き型の糖のみを利用します。左巻き型の糖は甘味がありますが、代謝されずに体内を通過します。(また、左巻き型の糖は製造コストが高いため、人工甘味料としてL-スクロースが使用されないのもこのためです。)

複雑なキラル分子は隕石や彗星からも検出されていますが、その正確な生成過程は明らかではありません。科学者たちは、プロピレンオキシドのようなキラル分子は、いて座B2北のような塵とガスの雲の中で粒子が衝突し、化学反応を起こした際に生成されるのではないかと推測しています。

画像: 星間空間の化学物質
プロピレンオキシド分子は、いて座B2と呼ばれる巨大な星形成領域で検出されました。この領域は、私たちの天の川銀河の中心にある超大質量ブラックホール(この画像ではSgr A*と表記されています)に近いです。この合成画像に見られる白い部分は、明るい電波源です。背景画像はスローン・デジタル・スカイ・サーベイによるものです。(クレジット: B. Saxton / NRAO / AUi / NSF / NRL / SDSS)

プロピレンオキシド分子の存在は、グリーンバンク望遠鏡とオーストラリアのパークス電波望遠鏡によって収集されたスペクトル情報の分析によって確認されました。これらの観測は、生命誕生前期の星間分子サーベイ(PRIMOS)と呼ばれるプログラムの一環として実施されました。

プロピレンオキシドはキラルな化学物質ですが、私たちが知るような生命体には利用されていません。実際、発がん性を持つ有毒ガスとされています。しかしながら、星間キラリティーについてより深く理解することで、生命体の化学物質が片方の手かもう一方の手にくっつく傾向がある理由、つまりホモキラリティーと呼ばれる特性を解明できる可能性があります。

マグワイア氏と同僚たちは、分子が左利きか右利きかを判断するのに十分なデータを得ることができなかったが、今後、雲が偏光に与える影響を分析すれば、答えが明らかになるかもしれない。

「星間キラル分子プロピレンオキシド(CH3CHCH2O)の発見」の著者には、マグワイア氏のほか、ブランドン・キャロル氏、ライアン・ルーミス氏、イアン・フィネラン氏、フィリップ・ジュエル氏、アンソニー・レミジャン氏、ジェフリー・ブレイク氏が含まれています。