Une équipe de recherche de l'Université de Tokyo a synthétisé de manière reproductible des supramolécules en forme d'escalier d'une seule main, ou chiralité, en utilisant du matériel de laboratoire standard. En éliminant progressivement le solvant d'une solution tournante contenant des précurseurs non chiraux, ils étaient capables de produire des hélices qui se tordent préférentiellement dans une direction particulière. Cette recherche peut conduire à de nouvelles méthodes de production de médicaments moins chères, ainsi que d'aborder enfin l'un des dilemmes persistants sur la façon dont la vie a commencé.

L'une des caractéristiques les plus frappantes des molécules les plus importantes pour la vie, y compris l'ADN, protéines, et les sucres, c'est qu'ils ont une " appelé chiralité. C'est-à-dire, tous les organismes vivants ont choisi de s'appuyer sur une molécule, tandis que l'image miroir non superposable ne fait rien. C'est un peu comme posséder un chien qui n'ira chercher que vos gants de gaucher, tout en ignorant complètement les droitiers. Cela devient encore plus déroutant si l'on considère que les paires chirales se comportent chimiquement de manière identique. Cela rend extrêmement difficile la production d'un seul type de molécule chirale lors du démarrage avec des précurseurs non chiraux.

Comment et pourquoi le début de la vie a choisi un type de transmission plutôt qu'un autre est une question majeure en biologie, et est parfois appelée « la question de l'homochiralité ». Une hypothèse est qu'un déséquilibre précoce a brisé la symétrie entre les molécules de gauche et de droite, et ce changement a été "verrouillé" au cours du temps évolutif. Maintenant, des chercheurs de l'Université de Tokyo ont démontré que, dans les bonnes conditions, la rotation macroscopique peut conduire à la formation de supramolécules d'une chiralité particulière.

Ceci a été accompli à l'aide d'un évaporateur rotatif, un équipement standard dans les laboratoires de chimie utilisé pour concentrer les solutions en éliminant doucement le solvant. "On croyait auparavant que la rotation macroscopique ne pouvait pas provoquer une chiralité moléculaire à l'échelle nanométrique, à cause de la différence d'échelle, mais nous avons montré que la chiralité des molécules peut en effet se fixer dans le sens de rotation, " dit le premier auteur Mizuki Kuroha.

Selon sa théorie, certaines biomolécules anciennes prises dans un vortex primordial sont responsables du choix de la main gauche qui nous reste aujourd'hui.

"Non seulement ces résultats donnent un aperçu de l'origine de l'homochiralité de la vie, ils représentent également un regard pionnier dans la combinaison de la chimie moléculaire à l'échelle nanométrique et de la dynamique des fluides macroscopique, ", explique l'auteur principal Kazuyuki Ishii. Cette recherche peut également permettre de nouvelles voies de synthèse pour les médicaments chiraux qui ne nécessitent pas de molécules chirales comme entrées.