Un gruppo di ricerca dell'Università di Tokyo ha sintetizzato in modo riproducibile supramolecole simili a scale di una sola mano, o chiralità, utilizzando apparecchiature di laboratorio standard. Rimuovendo gradualmente il solvente da una soluzione rotante contenente precursori non chirali, erano in grado di produrre eliche che si torcono preferenzialmente in una particolare direzione. Questa ricerca può portare a metodi di produzione di farmaci nuovi e più economici, oltre ad affrontare infine uno dei persistenti dilemmi su come è iniziata la vita.

Una delle caratteristiche più sorprendenti delle molecole più importanti per la vita, compreso il DNA, proteine, e zuccheri, è che hanno una "mano, " indicato come chiralità. Cioè, tutti gli organismi viventi hanno scelto di fare affidamento su una molecola, mentre l'immagine speculare non sovrapponibile non fa nulla. È un po' come possedere un cane che va a prendere solo i tuoi guanti per mancini, ignorando completamente quelli destrimani. Diventa ancora più sconcertante se si considera che le coppie chirali si comportano chimicamente in modo identico. Ciò rende estremamente difficile produrre un solo tipo di molecola chirale quando si inizia con precursori non chirali.

Come e perché i primi anni di vita scelsero un tipo di manualità rispetto all'altro è una questione importante in biologia, ed è talvolta chiamata "la questione dell'omochiralità". Un'ipotesi è che uno squilibrio iniziale abbia rotto la simmetria tra le molecole levogire e quelle destrorse, e questo cambiamento è stato "bloccato" nel tempo evolutivo. Ora, ricercatori dell'Università di Tokyo hanno dimostrato che, nelle giuste condizioni, la rotazione macroscopica può portare alla formazione di supramolecole di una particolare chiralità.

Ciò è stato ottenuto utilizzando un evaporatore rotante, un'attrezzatura standard nei laboratori di chimica utilizzata per concentrare le soluzioni rimuovendo delicatamente il solvente. "In precedenza si credeva che la rotazione macroscopica non potesse causare chiralità molecolare su scala nanometrica, a causa della differenza di scala, ma abbiamo dimostrato che la chiralità delle molecole può davvero fissarsi nel senso di rotazione, " dice il primo autore Mizuki Kuroha.

Secondo la sua teoria, alcune antiche biomolecole catturate in un vortice primordiale sono responsabili della scelta di manualità che ci rimane oggi.

"Non solo questi risultati forniscono informazioni sull'origine dell'omochiralità della vita, rappresentano anche uno sguardo pionieristico nella combinazione di chimica molecolare su scala nanometrica e fluidodinamica macroscopica, ", afferma l'autore senior Kazuyuki Ishii. Questa ricerca potrebbe anche consentire nuovi percorsi di sintesi per farmaci chirali che non richiedono molecole chirali come input.