Ni Pesach Benson at Omer Novoselsky • Abril 23, 2026
Jerusalem, Abril 23, 2026 (TPS-IL) — Ang misteryo kung bakit mas pinipili ng buhay ang isang molekular na “kamay” kaysa sa salamin nitong imahe ay maaaring mas malapit sa isang paliwanag na nakaugat sa quantum physics, isang natuklasan na maaaring makaapekto sa lahat, mula sa mga parmasyutiko hanggang sa mga susunod na henerasyong elektronika.
Ang isang bagong pag-aaral sa Israel ay nagmumungkahi na ang isang maliit na quantum property ng mga electron, na kilala bilang “spin,” ay maaaring makatulong na ipaliwanag kung bakit ang biyolohiya ay palaging gumagamit lamang ng isang bersyon ng maraming molekula sa halip na ang kanilang mga salamin na katumbas.
Maraming mga biyolohikal na molekula ang may dalawang salamin na anyo, na tinatawag na enantiomers. Sa karaniwang kimika, parehong dapat kumilos ang dalawang anyo at lumitaw sa pantay na dami. Ngunit sa mga buhay na sistema, hindi ito ang kaso. Halos palaging gumagamit ang buhay ng isang bersyon lamang: ang mga amino acid ay karaniwang kaliwete, habang ang mga asukal ay kanan. Ang pattern na ito, na kilala bilang homochirality, ay nagpagulo sa mga siyentipiko sa loob ng mahigit isang siglo.
Isang pangkat ng mga mananaliksik sa Israel na pinamunuan ni Prof. Yossi Paltiel ng Hebrew University of Jerusalem ang nakatuklas na ang sagot ay maaaring nasa kung paano dumadaloy ang mga electron sa mga molekulang ito. Ang mga electron ay may property na tinatawag na spin, na nakakaapekto sa kung paano sila nakikipag-ugnayan sa matter. Natuklasan ng pag-aaral na kapag ang mga electron ay dumaan sa mga chiral na molekula, ang kanilang spin ay kumikilos nang iba depende sa kung aling salamin na anyo ang kanilang nakasalubong.
Ang mga natuklasan ay inilathala sa peer-reviewed na Science Advances.
“Ang buhay ay homochiral. Hindi ito basta-basta, dahil sa karaniwang kimika, pareho ang tsansa na makuha ang dalawang salamin na molekula,” sinabi ni Paltiel sa The Press Service of Israel. “Tinatanong ng aming pag-aaral kung bakit chiral ang kalikasan at kung paano nasisira ang simetrya. Ang kasalukuyang papel ay nagmumungkahi na ang mga interaksyon ng electron spin ay maaaring magpaliwanag sa parehong mga epekto.”
Maliliit na Pagkakaiba sa Spin ay Mahalaga
Bagaman ang dalawang bersyon ng isang molekula ay may parehong enerhiya sa mga static na kondisyon, hindi sila kumikilos nang magkapareho sa mga dinamikong proseso tulad ng electron transport at mga chemical reaction. Ipinapakita ng mga natuklasan na ang mga pagkakaibang ito ay maaaring makaapekto sa kahusayan kung paano nakikilahok ang bawat anyo sa mga reaksyon na kinasasangkutan ng mga electron. Sa mahabang panahon, kahit ang napakaliit na pagkakaiba sa kahusayan ay maaaring maging mahalaga. Iminumungkahi ng mga mananaliksik na kung ang isang molekular na anyo ay palaging bahagyang mas mahusay sa ilalim ng mga kondisyong ito, maaari itong unti-unting mangibabaw. Ito ay maaaring makatulong na ipaliwanag kung paano napaboran ng biyolohiya ang isang “kamay” ng mga molekula sa lahat ng kilalang buhay.
Ang mga natuklasan ay pinagsasama ang teoretikal na trabaho, mga resulta ng eksperimento, at mga kalkulasyon ng pag-uugali ng electron sa mga chiral na sistema. Itinuturo nila ang isang dating hindi gaanong pinahahalagahang papel para sa mga quantum effect sa mga proseso na pundamental sa biyolohiya.
Sinabi ni Paltiel sa TPS-IL na ang pananaliksik “ay may mga aplikasyon sa merkado ng gamot, berdeng enerhiya, at pagpapabuti ng mga konduktor para sa industriya ng chip.”
Sa parmasyutiko, ang pagtuklas ay maaaring makatulong na mapabuti kung paano dinisenyo at ginawa ang mga gamot. Maraming mga gamot ang umiiral sa dalawang salamin na anyo, ngunit karaniwan ay isa lamang ang epektibo sa katawan ng tao. Kung ang electron spin ay maaaring makaimpluwensya kung aling molekular na anyo ang mangibabaw, maaaring maging posible na makagawa ng tamang bersyon nang mas mahusay at may mas mataas na katumpakan.
Sa elektronika at teknolohiya ng semiconductor, ang mga natuklasan ay maaaring makatulong na matugunan ang isa sa mga lumalaking hamon ng industriya: pamamahala ng init sa lalong maliit at makapangyarihang mga chip. Iminumungkahi ng pag-aaral na ang mga materyales na dinisenyo na may “chiral” na mga katangian na naiimpluwensyahan ng electron spin ay maaaring mapabuti kung paano kinokontrol ang init at mga signal ng kuryente. Sinabi ni Paltiel sa TPS-IL na ang ideyang ito ay sinusuri na sa komersyal, na nagsasabing ang isang startup na nauugnay sa pananaliksik ay nagtatrabaho sa “chiral coatings at chiral metals na tumutugon sa pamamahala ng init sa industriya ng semiconductor.”
Sa enerhiya at agham ng materyales, ang mekanismo ay maaaring humantong sa mga bagong paraan ng pagdidisenyo ng mas mahusay na mga materyales para sa mga chemical reaction at paglipat ng enerhiya. Dahil ang epekto ay nakatali sa kung paano dumadaloy ang mga electron sa matter, maaari itong makatulong na mapabuti ang mga catalyst at conductive materials na ginagamit sa iba’t ibang teknolohiya, kabilang ang mga berdeng sistema ng enerhiya. Sa mas malawak na kahulugan, nagmumungkahi ito ng pagbabago sa diskarte, kung saan ang mga siyentipiko ay maaaring magdisenyo ng mga materyales hindi lamang batay sa istruktura ng kimika kundi pati na rin sa kung paano nakikipag-ugnayan ang electron spin sa hugis ng molekula.