Wim Noorduin bij zijn experiment. Foto: Dick van Aalst, Radboud Universiteit NijmegenDit artikel is gepubliceerd in NRC Handelsblad, 7 november 2009
Al meer dan een eeuw staan scheikundigen voor het raadsel waarom het leven op aarde uit enkelhandige moleculen bestaat. Enkelhandige moleculen zien eruit alsof ze maar één kant opdraaien: ofwel linksom ofwel rechtsom. De ene vorm is het spiegelbeeld van de andere, net zoals de linkerhand het spiegelbeeld is van de rechterhand. Wanneer scheikundigen kunstmatig moleculen maken, dan ontstaan gewoonlijk beide vormen. Hoe kan het dan dat de aminozuren waaruit de eiwitten van ons lichaam zijn opgebouwd alleen maar linksom draaien?
Promovendus Wim Noorduin van de Radboud Universiteit Nijmegen heeft samen met collega’s aangetoond dat het licht van jonge sterren de trigger hiervoor kan zijn geweest (Nature Chemistry, 1 november 2009). Jonge sterren stralen circulair gepolariseerd licht uit, dat ofwel linksom ofwel rechtsom draait. Noorduin onderzocht experimenteel wat het effect van dit soort licht is op een oplossing van gemodificeerde aminozuren, waarvan de ene helft linksdraaiend is en de andere rechtsdraaiend. In de oplossing zijn vaste kristallen in evenwicht met de vloeistof.
Voor de gebruikte moleculen wordt linksdraaiend licht net iets meer geabsorbeerd door de rechtsdraaiende moleculen, en andersom. Zo zet linksdraaiend licht een reactie in gang waarbij er binnen een dag of drie net iets meer linksdraaiende kristallen dan rechtsdraaiende ontstaan. Om deze omzettingsreactie te versnellen, gebruiken de onderzoekers een truc die ze vorig jaar publiceerden: ze malen de kristallen fijn. Binnen enkele uren vormen zich dan alleen maar kristallen waarvan de moleculen dezelfde kant op draaien als het triggerlicht.
Het is speculeren of er op aarde ook ooit zo’n fijnmaalproces is geweest, vertelt Noorduin, maar het uitgroeien van de onbalans gebeurt ook zonder het fijnmalen, alleen duurt het dan veel langer. De natuur had die tijd, onderzoekers in een laboratorium natuurlijk niet. “Het verbazingwekkende”, besluit Noorduin, “is dat een zwakke lichtbron van circulair gepolariseerd licht al het kleine zetje kan geven waardoor aminozuren ofwel allemaal linksdraaiend worden, ofwel allemaal rechtsdraaiend. Het licht van jonge sterren is daarom een kandidaat voor de trigger van enkelhandig leven. Maar er zijn andere mogelijke verklaringen, bijvoorbeeld dat het alleen maar toeval is, of dat meteorietinslagen voor een onbalans hebben gezorgd.”
Promovendus Wim Noorduin van de Radboud Universiteit Nijmegen heeft samen met collega’s aangetoond dat het licht van jonge sterren de trigger hiervoor kan zijn geweest (Nature Chemistry, 1 november 2009). Jonge sterren stralen circulair gepolariseerd licht uit, dat ofwel linksom ofwel rechtsom draait. Noorduin onderzocht experimenteel wat het effect van dit soort licht is op een oplossing van gemodificeerde aminozuren, waarvan de ene helft linksdraaiend is en de andere rechtsdraaiend. In de oplossing zijn vaste kristallen in evenwicht met de vloeistof.
Voor de gebruikte moleculen wordt linksdraaiend licht net iets meer geabsorbeerd door de rechtsdraaiende moleculen, en andersom. Zo zet linksdraaiend licht een reactie in gang waarbij er binnen een dag of drie net iets meer linksdraaiende kristallen dan rechtsdraaiende ontstaan. Om deze omzettingsreactie te versnellen, gebruiken de onderzoekers een truc die ze vorig jaar publiceerden: ze malen de kristallen fijn. Binnen enkele uren vormen zich dan alleen maar kristallen waarvan de moleculen dezelfde kant op draaien als het triggerlicht.
Het is speculeren of er op aarde ook ooit zo’n fijnmaalproces is geweest, vertelt Noorduin, maar het uitgroeien van de onbalans gebeurt ook zonder het fijnmalen, alleen duurt het dan veel langer. De natuur had die tijd, onderzoekers in een laboratorium natuurlijk niet. “Het verbazingwekkende”, besluit Noorduin, “is dat een zwakke lichtbron van circulair gepolariseerd licht al het kleine zetje kan geven waardoor aminozuren ofwel allemaal linksdraaiend worden, ofwel allemaal rechtsdraaiend. Het licht van jonge sterren is daarom een kandidaat voor de trigger van enkelhandig leven. Maar er zijn andere mogelijke verklaringen, bijvoorbeeld dat het alleen maar toeval is, of dat meteorietinslagen voor een onbalans hebben gezorgd.”
