Загадка дзеркального хаосу: як зародилося життя та як нобелівські відкриття працюють у Харкові

Молекули багатьох речовин також мають свої «ліві» та «праві» дзеркальні двійники (енантіомери).

Звичайні хімічні реакції створюють рівну суміш (50 на 50) обох дзеркальних форм.

2026 року Королівська шведська академія наук присудила Нобелівську премію з хімії французько-ізраїльському вченому Анрі Б. Кагану (Henri B. Kagan) та японському дослідникові Кенсо Соаї (Kenso Soai) — «за відкриття нелінійних ефектів та автокаталізу в асиметричному органічному синтезі».

Відкриття Кенсо Соаї та Анрі Кагана виходять далеко за межі суто прикладної хімії — вони проливають світло на одну з найбільших загадок природознавства: як із хаотичної безжиттєвої матерії виникла перша жива клітина?

Увесь живий світ на Землі підпорядкований суворій підкресленій симетрії — гомохіральності.

Усі амінокислоти, з яких побудовані білки будь-якого живого організму на Землі, є виключно «лівими».

Усі цукри, що формують каркас ДНК та РНК, є виключно «правими».

Якби у первинному бульйоні ранньої Землі «ліві» та «праві» молекули перемішувалися хаотично, складна спіраль ДНК або стабільна структура білка просто не змогли б згорнутися.

Завдяки тривалим експериментам Кенсо Соаї виявилося: навіть якщо на самому початку в хаотичному молекулярному бульйоні з'явилася хоч одна-єдина випадкова "ліва" чи "права" молекула (наприклад, від удару метеорита чи спалаху світла), ця реакція працює як іскра.

Вона запускає ланцюговий процес: перша молекула починає штампувати власні точні копії, підпорядковуючи собі весь розчин. Зрештою створюється ідеально чисте середовище, яке й стало основою для зародження першої ДНК та самого життя.

Спогади Анрі Кагана

У хімії десятиліттями панувала абсолютна догма: лінійність. Якщо у вас є суміш каталізатора 60 на 40, ви математично мали б отримати відповідний скромний результат. Коли ми вперше побачили на приладах стрибок чистоти до 90% при "брудному" каталізаторі, моєю першою думкою було: "Ми десь припустилися дурної помилки в розрахунках". Але молекули не читають підручників — вони просто взаємодіють одна з одною у розчині набагато складніше, ніж ми звикли думати.

Спогади Кенсо Соаї

Усі казали, що створити реакцію з самопосиленням хіральності штучно — неможливо. Ми провели тисячі експериментів. І ось одного дня ми додали до суміші мікроскопічну, майже невагому дрібку потрібного енантіомеру — буквально кілька молекул. За кілька годин увесь об'єм розчину в колбі повністю перетворився на цю єдину форму! Ми зрозуміли, що тримаємо в руках механізм, за яким сама Природа колись обрала життя.

Хоча самі Нобелівські дослідження проводилися у лабораторіях Франції та Японії, концепції асиметричного каталізу та стереоселективності є фундаментальним робочим інструментом для української хімічної науки та високотехнологічного сектору:

У Харківському національному університеті імені В. Н. Каразіна (хімічний факультет) та харківському НТК «Інститут монокристалів» НАН України принципи створення оптично чистих сполук використовуються для розробки нових біологічно активних речовин, флуоресцентних міток для медичної діагностики та тонкого органічного синтезу.

Україна є одним із ключових світових постачальників хіральних «будівельних блоків» для глобальної фармацевтики. Зокрема, київська компанія Enamine у тісній співпраці з науковцями синтезує та експортує мільйони унікальних оптично чистих молекулярних фрагментів.

На основі цих блоків провідні світові фармаконцерни, застосовуючи нобелівські методи асиметричного синтезу, конструюють нові безпечні ліки від онкологічних, вірусних та кардіологічних захворювань.

Завдяки фундаментальним відкриттям Кагана та Соаї українські хіміки та фармрозробники створюють високоефективні препарати й матеріали, минаючи надзвичайно складні й коштовні етапи очищення від «дзеркальних двійників».

Фундаментальна таємниця походження життя перетворилася в Україні на прагматичний інструмент сучасного високоефективного органічного синтезу.

Читайте також:

Робот-Труффальдіно: мова, що втекла від людини, ілюзія «серця» та «ідеальний слуга»

 Мережа місцевих медіа «Громада Груп» працює завдяки вашій довірі.

 Підтримайте незалежну регіональну журналістику донатом.

"Громада" розповідає про важливі новини та злободенні теми, робить цікаві подкасти та яскраві відео про життя у громадах Харківського регіону, України та у світі.

Наша місія – просувати демократичні цінності, відповідальну журналістику та права людини.