나선형 계단 인 것처럼 지구상의 동물, 식물, 곰팡이, 박테리아 또는 바이러스의 유전 적 나선을 내려갈 수있을 정도로 작게 수축 할 수 있다면, 항상 우회전하는 것을 발견 할 것입니다. 설명을 원할 때 보편적 인 특성입니다.
화학자와 생물 학자들은 모든 알려진 삶이이 구조를 선호하는 분명한 이유를 보지 못합니다. “키랄”분자는 오른 손잡이 장갑이 왼손잡이와 일치하는 방식으로 서로를 반영하는 쌍의 형태로 존재합니다. 본질적으로 알려진 모든 화학 반응은 둘 다의 혼합물조차도 생성됩니다. 원칙적으로, 왼손잡이 뉴클레오티드 벽돌로 만든 DNA 또는 RNA 가닥은 오른 손잡이 벽돌로 만든 것뿐만 아니라 작동해야합니다 (왼쪽과 오른쪽 서브 유닛을 결합한 키메라는 아마도 잘 지내지 않을 것입니다).
.그러나 오늘날의 삶은 화학의 두 가지 레고 세트 중 하나만 사용합니다. 많은 연구자들은 선택이 무작위라고 생각합니다. 오른 손잡이 유전자 가닥은 먼저 팝업되거나 약간 더 큰 숫자로 나타났습니다. 그러나 1 세기가 넘게, 일부는 생물학의 타고난 손잡이가 더 깊은 뿌리를 가지고 있는지 여부를 숙고했습니다.
“이것은 지구상의 삶과 우주들 사이의 연관성 중 하나입니다.
이제 두 명의 물리학자가 자연 DNA의 비열한 비틀기를 기본 입자의 거동과 연결함으로써 파스퇴르의 본능을 검증했을 수 있습니다. 5 월에 천체 물리학 저널 레터 에 실린 이론 , 생명이 현재의 손잡이를 어떻게 얻었는지에 대한 모든 단계를 설명하지는 않지만 지상 DNA와 RNA의 모양은 우연이 아니라고 주장합니다. 우리의 나선은 모두 우주 광선의 예기치 않은 영향으로 거슬러 올라갈 수 있습니다.
이 작품은 하버드 대학교의 천문학 자이자 연구에 참여하지 않은 학교의 기원 이니셔티브 디렉터 인 Dimitar Sasselov는“우리가 고려하지 않은 새로운 키랄 요원을 지적한다”고 말했다. “아주 좋은 것 같습니다.”
우주 광선은 깊은 공간의 총알이며, 원자 파편은 머리에 끊임없이 비가 내립니다. 이 폭력적인 대상은 뉴욕 대학교의 고 에너지 천체 물리학자인 Noémie Globus의 오랜 채석장이며 Flatiron Institute의 계산 천체 물리학 센터입니다. ( Quanta Magazine Flatiron Institute에 자금을 지원하는 Simons Foundation이 후원하는 편집자 독립 간행물입니다.) 그러나 Globus는 2018 년까지 Cosmic Rays가 입자 천문 물리학 및 우주학 연구소의 방문 학자였던 2018 년까지의 삶에 어떤 영향을 미칠지에 대해 많이 생각하지 않았습니다.
그들은 DNA 가닥과 같은 우주 광선 샤워가 손에 든다는 사실에서 시작했습니다. 물리적 사건은 일반적으로 왼쪽이 끊어 질 때마다 자주 끊어 지지만, 우주 레이 샤워의 일부 입자는 자연의 드문 예외 중 하나를 활용합니다. 우주의 고 에너지 양성자가 대기로 슬램 할 때, 그들은 파이온이라는 입자를 생성하며, 파이온의 빠른 부패는 약한 힘으로 지배됩니다. 대기로 슬래 밍되는 파이온은 전자와 무거운 형제 자매, 뮤온을 포함한 입자의 샤워를 생성하며,이 모든 것은 경로에 비해 동일한 키랄 자기 방향을 가진 약한 힘에 의해 장착됩니다. Globus는 입자가 대기를 통해 줄무늬가있을 때 튀어 오른다고 말했다.
연구자들은 아마도 유전 물질의 알몸 이발 기둥에 지나지 않았던 지구의 첫 번째 유기체는 두 가지 종류로 나왔을 것이라고 연구원들은 말했다. 어떤 사람들은 우리처럼 말린 DNA 또는 RNA 가닥을 가지고 있었는데, 그녀와 Blandford는“살아있는”분자 (키랄 명명 규칙이 필드마다 다짐)라고 불렀으며, 다른 일부는 거울로 반영된 가닥을“악한”생명을 가졌습니다. 일련의 장난감 모델을 사용하여 연구자들은 바이어스 된 우주 광선 입자가 이론적으로 돌연변이를 유발하는 사건 인 "사악한"나선보다 "살아있는"나선에서 전자를 느슨하게 할 가능성이 높다고 계산했다.
.수십억의 우주 광선 타격이 이벤트의 에너지에 따라 "살아있는"가닥에 추가 자유 전자를 생성하기 위해 수십억의 우주 광선 스트라이크가 필요할 수 있습니다. 그러나 그 전자가 유기체의 유전자 코드에서 문자를 바꾸면 그 조정이 추가되었을 수 있습니다. Globus는 아마도 백만 년에 걸쳐 우주의 광선이 우리의 초기 조상의 진화를 가속화하여 그들의“사악한”라이벌을 능가하게했을 것이라고 제안했다. "돌연변이가 없다면 진화하지 않는다"고 그녀는 말했다.
연구원의 다음 과제는 실제 입자의 손이 실제로 모델에서 보이는 빠른 돌연변이를 유발할 수 있는지 확인하는 것입니다. Globus는 연구를 발표 한 후 산타 크루즈 캘리포니아 대학교의 생물 학자이자 엔지니어 인 David Deamer에게 도움을 요청했습니다. 그녀의 아이디어에 깊은 인상을받은 그는 자신이 생각할 수있는 가장 간단한 생물학적 테스트를 제안했습니다. 물질이 돌연변이를 유발하는지 알아 내기 위해 박테리아 식민지를 화학 물질에 노출시키는 AMES 테스트로 알려진 상용 분석법을 제안했습니다. 그러나 화학 물질을 평가하는 대신 연구원들은 키랄 전자 또는 뮤온의 빔으로 미생물을 구울 계획입니다.
입자의 손길이 실제로 미생물을 돌연변이 할 수 있다는 증거는 우주선이 우리의 조상을 진화론 적 출발 블록에서 밀어 넣었다는 그들의 사례를 강화할 것이지만, 지구상의 생명의 균일 한 키랄성을 완전히 설명하지는 않을 것입니다. 예를 들어, 이론은“살아있는”유기체와“사악한”유기체가 오른쪽과 왼손잡이 빌딩 블록을 모두 포함하는 원시 스무디로부터 실현 될 수있는 방법을 다루지 않습니다.
NASA Goddard Space Flight Center의 선임 우주 생물학자인 Jason Dworkin은“매우 어려운 단계입니다.
유전자 진화가 그림에 들어가기 전에도 또 다른 미지의 과정은“사악한”삶을 핸디캡으로 보입니다. 단백질을 형성하는 단순한 아미노산 분자는 생명과 "살아있는"구성에도 선호되는 "살아있는"구성에도 존재하지 않는 "사악한"구성에도 존재합니다 ( "살아있는"아미노산에 대한 선호하는 키랄성은 거의 독점적으로 왼손잡이이지만). Dworkin과 다른 사람들에 의한 운석에 대한 신중한 분석에 따르면 특정“살아있는”아미노산은“사악한”아미노산보다 20% 이상, 잉여금이 지구로 넘어 갔을 수도 있습니다. 과도한 분자는 원형 편광에 노출 된 수십억 년의 노출 된 운이 좋은 생존자 일 수 있으며, 실험에서 보여준 것과 같은 방향으로 나선형으로 빔의 모음은 한 가지 유형의 아미노산보다 약간 더 철저하게 파괴 될 수 있습니다.
.그러나 우주 광선과 마찬가지로 빛의 빔은 한계 효과가 있습니다. 눈에 띄는 불균형을 남기기 위해서는 수많은 상호 작용이 필요하므로 다른 힘도 작동 할 수 있습니다. Dworkin은 빛을 자체적으로 설명하기 위해 빛이 많은 양의 분자를 분쇄해야 할 것이라고 Dworkin은 말한다.
Sasselov는 Globus와 Blandford가 우주 광선이 편광 광으로 힘을 결합하여 소행성에서 아미노산을 형성 할 수 있는지 고려하도록 장려했습니다. 지구상에서, 그는 초음속 총알과 비슷한 우주 광선의 복용량이 눈에 띄는 키랄의 차이를 만들기 위해 필요할 것입니다. "당신은 모든 것을 너무 많이 파괴하고 있습니다"라고 그는 말했다. "당신은 [올바른] 손에 남을 수 있지만, 본질적으로 당신은 발에 자신을 쏘는 것입니다."
.궁극적으로, 연구자들이 생물학적 물질의 파괴에 대한 키랄성의 상승과 균형을 이루는 이론을 찾기 위해 고군분투한다는 사실은 우리 조상들이 그 미세한 선을 찾는 것이 운이 좋았다는 것을 암시한다.
.Sasselov는“이런 종류의 화학을 보호하는 지구와 같은 행성에는 특별한 것이 있습니다.
수정 :2020 년 7 월 1 일
이 이야기는 파이온이 초기 우주 광선에 있지 않지만 대기와 우주 광선의 충돌로 인해 생성된다는 것을 명확히하기 위해 수정되었습니다.
