Voorkeur voor L-aminozuren is ouder dan het leven

Een eigenaardige eigenschap van de aminozuren waaruit de eiwitten van aardse planten, dieren en micro-organismen zijn opgebouwd is dat deze alle van het L-type zijn. Ze hebben een molecuulbouw die wel 'linksdraaiend' wordt genoemd. De gespiegelde vorm, het D-type, komt in levend materiaal niet voor. Een chemicus die een bepaald aminozuur langs abiotische weg uit eenvoudiger bouwstenen samenstelt, zal bijna altijd een mengsel krijgen waarin de links- en rechtsdraaiende vorm van het aminozuur even algemeen is.

Het voorkomen van aminozuurmengsels (in fossiel aards materiaal of meteorieten) waarin de L-vorm duidelijk domineert is door Lederberg in 1965 als een aanwijzing, zo niet een bewijs voor 'leven' genoemd. Maar de aanwijzingen worden steeds sterker dat er in ons zonnestelsel, en zelfs ver daarbuiten, al een 'voorkeur' voor L-aminozuren bestond voordat zich enig leven ontwikkelde.

Nature van 18 september brengt de resultaten van nieuw onderzoek aan de Murchison-meteoriet. Dat is een grote steenmeteoriet die in 1969 bij Murchison in Australië terecht kwam. Aangenomen wordt dat de meteoriet afkomstig is uit de gordel van planetoïden die zich ruwweg tussen Mars en Jupiter ophouden.

Al in 1970 kwam vast te staan dat de meteoriet veel organisch materiaal bevat, onder meer in de vorm van aminozuren. In 1982 meldden Engel en Macko dat daaronder een duidelijke dominantie van L-aminozuren optrad. Op grond van de bizarre aminozuursamenstelling (veel doodgewone aminozuren, algemeen voorkomend in eiwitten, ontbreken) kon een aardse vervuiling praktisch worden uitgesloten. Isotopenonderzoek bevestigde dat: het organisch materiaal bevatte veel hogere concentraties van de zware isotopen koolstof-13, waterstof-2 (deuterium) en stikstof-15 dan in aards organisch materiaal wordt aangetroffen (Biosynthetische processen zoals fotosynthese discrimineren enigszins tussen verbindingen met lichte isotopen en dezelfde verbindingen met zware isotopen.). Het merendeel van dit onderzoek is gedaan aan bulk-monsters van het organisch materiaal, maar ook C-13 onderzoek aan afzonderlijke aminozuren (Nature, 1 november 1990) toonde een relatief hoog gehalte zwaar koolstof aan. Absoluut overtuigend was het resultaat nog niet en daarom besloten Engel en Macko ook het gehalte stikstof-15 van afzonderlijke aminozuren te bepalen. Er werd een overtuigende overmaat aan N-15 gevonden.

Daarmee achten de onderzoekers het bewijs wel geleverd dat het organisch materiaal in de Murchison-meteoriet daar al voor de val op aarde aanwezig was. Al eerder dit jaar was in Science (14 februari) gemeld dat de meteoriet ook veel exotische aminozuren bevat, die op aarde niet van biogeen materiaal bekend zijn. Het kan weinig anders betekenen dan dat in ons zonnestelsel al een overmaat L-aminozuren bestond vóór zich enig leven had ontwikkeld. Het criterium van Lederberg heeft dus afgedaan.