ROERKOLK OF SOORT AMINOZUUR BEPAALT DE DRAAIING VAN SPIRALEN

De spiraalvormige schelpjes van het in de poolzeeën levende planktondiertje Globigerina pachyderma draaien tegen de klok in, maar die van zijn naaste verwanten in de wateren rond de evenaar draaien juist de andersom. Een soortgelijke voorkeur voor een specifieke draairichting is te vinden op moleculaire schaal, bij de bouwstenen van het leven op aarde als aminozuren en suikers. Die bestaan weliswaar zowel in een links- als een rechtsdraaiende versie, maar slechts één van de twee is betrokken bij biochemische processen. Waarom de natuur die voorkeur heeft, is al jarenlang onderwerp van veel onderzoek.

Twee groepen onderzoekers hebben nu enige klaarheid weten te scheppen. Amerikaanse scheikundigen wisten de groei van kristallen links- of rechtsom te sturen door toevoeging van een links- of rechtsdraaiend aminozuur (Nature, 14 juni). Nog opvallender is het werk van hun Spaanse collega's die erin slaagden om platte moleculen te laten samenklonteren in links- of rechtsdraaiende vezels door de oplossing waar ze zich in bevonden links- of rechtsom te roeren (Science, 15 juni).

Josep Ribó en zijn collega's van de universiteit van Barcelona onderzochten de vorming van aggregaten. De moleculen die zij bestudeerden beschikken over zowel een positieve als een negatieve lading en hebben daarom de neiging om in geconcentreerde oplossingen samen te klonteren in lange vezels. Normaal gesproken ontstaan daarbij evenveel vezels die rechtsom draaien als linksom. Door de oplossing krachtig te roeren kon de vorming van een van de twee worden onderdrukt. Computersimulaties toonden via welk mechanisme de structuren ontstaan. Eerst vormen zich kleine aggregaten, evenveel van elke soort, die vervolgens lange vezels vormen. In die laatste stap blijkt er een duidelijke voorkeur te bestaan voor het inbouwen van slechts een van de twee vormen.

De Amerikaanse onderzoekers volgden met een atomaire krachtmicroscoop de groei van calcietkristallen. Normaal gesproken ontstaan daarbij regelmatige, piramidevormige kristallen, maar in aanwezigheid van links- of rechtsdraaiende aminozuren kwam elke volgende laag gedraaid ten opzichte van de ondergrond te liggen en ontstonden er duidelijke spiralen. Opnieuw bleek uit computersimulaties waarom dit optrad: de aminozuren hechten zich aan het groeiende kristal en duwen zo de moleculen die uit de oplossing neerslaan een bepaalde richting op. Voor het eerst legt dit overtuigend een relatie tussen een moleculaire en een macroscopische `handigheid'.