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Die Natur hat links gewählt

Spätestens seit einer Werbung für „rechtsdrehenden“ Joghurt ist weithin bekannt, dass es von vielen Biomolekülen „rechte“ und „linke“ Varianten gibt. Sie sind wie Bild und Spiegelbild aufgebaut, was ganz unterschiedliche Eigenschaften zur Folge haben kann – vom Geschmack bis zur physiologischen Wirkung. Aminosäuren, die Grundbausteine der Eiweißstoffe, kommen in Lebewesen ausschließlich in der Linksform vor. Warum das so ist, stellt Biochemiker und Physiker seit Langem vor ein Rätsel. Als Ursache für die Asymmetrie wird die Bestrahlung von Aminosäuren im Weltall diskutiert. Ein europäisches Forscherteam um Uwe J. Meierhenrich von der Universität Nizza hat dafür nun Indizien gefunden.

„Der Grundstein für die Asymmetrie der Biomoleküle scheint bereits in Meteoriten gelegt worden zu sein“, erklärt Meierhenrich. In winzigen Eiskörnchen tiefgefroren waren die urzeitlichen Aminosäuren einer „asymmetrischen“, sehr energiereichen UV-Strahlung ausgesetzt, vermutet er. Die Strahlung bestimmter Weißer Zwerge kann bis zu 50 Prozent aus solchem asymmetrischen, zirkular polarisierten UV-Licht bestehen. Auch durch Magnetfelder ausgerichtete Staubpartikel in Reflexionsnebeln und Sternentstehungsregionen polarisieren UV-Licht zirkular. Die Photonen bekommen dann eine Art Eigendrehimpuls („Helizität“) mit einem rechts oder links gerichteten Umlaufsinn.

Zirkular polarisiertes UV-Licht lässt sich künstlich in einem Synchroton erzeugen. Die Forscher bestrahlten Proben der Aminosäure Leucin mit rechts und mit links zirkular polarisiertem UV-Licht. Dabei stellte sich heraus, dass Links- und Rechts-Leucin entgegengesetzte Präferenzen bei der Absorption der „rechts drehenden“ und der „links drehenden“ Photonen haben. Die UV-Strahlung zersetzt die Leucin-Moleküle. In einer Probe mit gleich viel Rechts- und Links-Leucin zerstört rechts polarisiertes Licht etwas mehr der Links-Form und links polarisiertes Licht etwas mehr der Rechts-Form.

„Eine solche Bestrahlung führte im Weltall lokal zu einer kleinen, aber signifikanten Anreicherung von Links-Aminosäuren,“ sagt Meierhenrich. „Dieser Überschuss könnte bereits ausgereicht haben, um in autokatalytischen Prozessen zur Entstehung von Leben auf Links-Aminosäure-Basis zu führen.“

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