Ontstaan van homochiraliteit in levende systemen

Voor het ontstaan van het leven leverde de chemie waarschijnlijk zowel links- als rechtsdraaiende versies van koolwaterstoffen in gelijke verhoudingen op. Deze moleculen worden chirale moleculen genoemd. Daarentegen is het leven ontstaan uit slechts één van de twee versies van deze chirale moleculen. Deze voorkeur voor links- of rechtshandigheid is een vingerafdruk van levende systemen geworden - van moleculen tot planten en dieren. Het heeft wetenschappers vanaf de tijd van Darwin tot in de 21e eeuw gefascineerd.

Ontstaan van homochiraliteit in levende systemen

Chirale moleculen bestaan in twee vormen (enantiomeren) van tegengestelde handigheid, zoals een spiegelbeeld. Het leven is ontstaan uit één van deze twee vormen van moleculen. Het feit dat het leven is ontstaan uit slechts één specifieke enantiomeer – homochiraliteit in levende systemen – heeft structurele en functionele gevolgen op alle lengteschalen, van moleculen tot planten en organismen. Ondanks dat homochiraliteit een kenmerk van het leven is, blijven de mechanismen waarmee het ene enantiomeer de voorkeur gekregen heeft een mysterie. Een mysterie dat het pad kruist met de evolutie van abiotische chemie naar de levende chemie. In welk stadium van het ontstaan van het leven vond deze overgang plaats, en hoe?

Het ontcijferen van de oorsprong, de voortplanting, de versterking en de evolutie van de chiraliteit vereist een multidisciplinaire aanpak. Onderzoekers werken momenteel aan bottom-up ontwerpen van modelsystemen, waarin op chiraliteit gebaseerd gedrag kan worden onderzocht. De mechanismen waarmee chiraliteit kan worden versterkt zullen worden ontdekt door autokatalytische moleculaire reacties te gebruiken als een gecontroleerde omgeving. Dit experimentele werk wordt ondersteund door theoretisch onderzoek, dat bijvoorbeeld beoogt vast te stellen of homochiraliteit een tijdelijke toestand is, die uiteindelijk zal vervagen.

Naast het ontrafelen van de mechanismen die homochiraliteit tot een kenmerk van het leven maakten, zal dit onderzoek ons begrip vergroten van de werking van levende materie. Ten tweede zal het onderzoek bijdragen aan het detecteerbaar maken van leven, als zoiets al bestaat buiten de planeet Aarde.

Origins Center Networks

Contact

Nathalie Katsonis

University of Groningen

Nathalie Katsonis

University of Groningen

Website

Networks:

Fields of interest:

Swimming cells follow helical trajectories - including bacteria, zooplankton, sperm cells, ciliates and protozoa. We use minimal models of swimming cells to research the rules that govern their motile behavior in water. One of our conclusions is that the operation of artificial molecular machines can steer this helical motion in specific directions.

chemistry

Nieuwsbrief

Word een fan van het Origins Center en blijf altijd op de hoogte van de laatste nieuwtjes omtrent al onze onderzoeksvelden!
Ik wil me inschrijven

Deze website maakt gebruik van cookies

Cookies kunnen gebruikt worden voor het bijhouden van statistieken, het optimaliseren van de website, integratie van social media en voor marketingdoeleinden.

cookies aanpassen
alle cookies accepteren

Lees meer over cookies in onze privacyverklaring.

deze cookies accepteren