Through the looking-glass: ambidexterity of life's chemistry

Abstract

Ever since the discovery of life's preference for left-handed amino acids and right-handed sugars (biological homochirality), many have been pondering how and why it arose. After more than a hundred and fifty years of research in this area, we are still looking for satisfactory answers. Is all life of the same handedness? Could there be alien life of the opposite handedness? Why did life on Earth choose left- handed amino acids and right-handed sugars? Can life function even without the homochirality of biomolecules? Questions like these are better addressed with a deeper knowledge of the chirality of biomolecules and possible routes to homochiral life. This field has been actively researched recently, leading to proposals of possible mechanisms promoting chiral asymmetry. Our grasp of life's chemistry has progressed to a point where mirror life synthesis is conceivable, and the dangers and implications of such an endeavor are being discussed. More importantly, many experiments and theoretical works have investigated ways of enriching molecules over their mirror image to better understand the origins of biological homochirality. Here, these homochirality-promoting mechanisms and their prebiotic relevance are reviewed, as well as their implications for the possibility of alien mirror life. A...

Od objevu preference života pro levotočivé aminokyseliny a pravotočivé cukry (biologická homochiralita) mnozí přemýšlejí nad tím, jak a proč vznikla. Po více než sto padesáti letech výzkumu v této oblasti stále hledáme uspokojivé odpovědi. Je všechen život stejné chirality? Mohl by existovat život opačné chirality? Proč si život na Zemi vybral levotočivé aminokyseliny a pravotočivé cukry? Mohl by život fungovat bez homochirality biomolekul? Takové otázky se lépe řeší s hlubšími znalostmi o chiralitě biomolekul a možných cestách k homochirálnímu životu. Tato oblast výzkumu je v poslední době aktivně studována, což přináší návrhy možných mechanismů podporujících chirální asymetrii. Naše porozumění chemie života pokročilo do bodu, kdy je možné si představit syntézu zrcadlového života a zároveň jsou diskutována nebezpečí a implikace takového úsilí. Co je důležitější, mnohé experimenty a teoretické práce se zabývají způsoby nabohacení molekul na úkor jejich zrcadlového obrazu, což je nezbytné pro lepší pochopení vzniku biologické homochirality. Zde jsou přezkoumány tyto mechanismy podporující homochiralitu spolu s jejich prebiotickou relevancí a důsledky pro možnost mimozemského zrcadlového života. Také je navržen teoretický model pro vznik biologické homochirality a jsou shrnuty kroky k syntetickému...