רמז חדש למקור החיים נולד בארוחת שישי משפחתית

מחקר שמציע רמז חדש למקור החיים התחיל בארוחת שישי משפחתית. פרופ׳ מיכל שרון ממכון ויצמן למדע ואחיה, פרופ׳ יוסי פלטיאל, פיזיקאי מהאוניברסיטה העברית, מספרים שהם מנסים להימנע משיחות על מדע בארוחות שישי, אבל זה כמעט אף פעם לא מצליח. באותו ערב תיאר פלטיאל את המחקר שלו על הפרדת מולקולות לפי מבנה מרחבי, והשיחה הצמיחה שיתוף פעולה שהוביל את שניהם לתחום חדש: חיפוש מקור החיים. המחקר פורסם בכתב העת Chem.

הרקע הוא חידה ותיקה. מולקולות ביולוגיות רבות מופיעות בשתי צורות שהן תמונת ראי זו של זו, כמו יד ימין ושמאל, תכונה שנקראת כיראליות. עקרונית הצורות האלה אמורות להופיע באותה שכיחות, אבל יצורים חיים מראים הטיה חדה: חומצות אמינו הן כמעט אך ורק שמאליות, ו DNA ו RNA מתפתלים ימינה. טביעת אצבע נוספת של חיים היא יחסי איזוטופים עדינים, שונים מאלה של חומר דומם. עד עכשיו אלה נראו כשני סימנים נפרדים.

פלטיאל חקר הפרדת מולקולות כיראליות במשטחים מגנטיים, ושרון מתמחה בספקטרומטריית מסות, טכניקה שמזהה מולקולות לפי המסה שלהן. הם החליטו לנסות את שני הדברים יחד. אופק ורדי, דוקטורנט במעבדת פלטיאל, הוביל ניסוי שתוכנן על ידי שתי הקבוצות: חומצת האמינו מתיונין, מסומנת באיזוטופים של פחמן 12 ופחמן 13, עברה דרך מסנני נייר ובהם חלקיקים מגנטיים, והתוצאה נותחה בספקטרומטר מסות.

התוצאה הייתה בלתי צפויה: המסנן המגנטי הפריד את המתיונין לא רק לפי ימניות ושמאליות אלא גם לפי הרכב האיזוטופים. מולקולות עם איזוטופ הפחמן הכבד נמשכו חזק יותר לחלקיקים שמוגנטו בכיוון אחד מאשר בכיוון השני. החוקרים מציעים שהמבנה התלת ממדי של מולקולות כיראליות מגביר אינטראקציה בין שני סוגי ספין, של אלקטרונים ושל גרעינים, ומקשר בין משיכה מגנטית להרכב איזוטופי. הממצא תומך בהשערה שהחיים התחילו על משטחים מגנטיים, כמו קרקעית של אגמים רדודים עשירים במינרלים, אם כי זו חוליה בתיאוריה ולא הוכחה סופית.

בעבודה השתתפו גם ניר יורן וד״ר שירה יוכליס ממעבדת פלטיאל, ד״ר גילי בן נסן ממעבדת שרון וד״ר אלה יעקב מהאוניברסיטה העברית. יש לסיפור גם צד אישי: אביהם, ד״ר צבי פלטיאל, פיזיקאי בדימוס ממכון ויצמן, הקדיש חלק גדול מהקריירה שלו לחינוך מדעי. שרון הייתה בטוחה שהם עובדים בתחומים רחוקים מאוד, ועכשיו, כדבריה, גילו מכנה משותף בניסיון להבין איך החיים התחילו.