Нобелевская премия по химии 2026: зеркальные молекулы, научившиеся копировать себя

Хиральность — это химия «рукости». Молекула хиральна, когда существует в двух формах, являющихся зеркальными отражениями друг друга, как левая и правая рука. Все аминокислоты, из которых строятся белки на Земле, существуют в двух таких зеркальных версиях, однако живые клетки используют только одну из них. Другая встречается в природе крайне редко. Десятилетиями химики не могли объяснить, как вообще возникла эта односторонняя предпочтительность, известная как гомохиральность.

Объявленная на этой неделе Нобелевская премия по химии 2026 года отмечает двух учёных, чьи эксперименты помогли ответить на этот вопрос. Анри Каган, французский химик, и Кэнсо Соай, японский химик, разделили награду за открытие нелинейных эффектов и автокатализа в асимметрическом органическом синтезе. Проще говоря, они показали, что реакция, производящая обе зеркальные формы молекулы, не обязательно должна закончиться равным соотношением 50 на 50. При определённых условиях крошечный дисбаланс может усиливаться до тех пор, пока одна форма не начнёт доминировать.

Вклад Кагана пришёл из неожиданного места. Изучая катализаторы, подталкивающие реакции к одной зеркальной форме, он обнаружил, что связь между чистотой катализатора и чистотой продукта не является линейной. Катализатор со слабым смещением мог дать продукт с гораздо более сильным смещением. Этот нелинейный эффект означал, что небольшие случайные отклонения в пребиотическом «бульоне» могли накапливаться, а не усредняться.

Соай продвинул эту идею дальше с реакцией, которая теперь носит его имя. В реакции Соая продукт реакции действует как катализатор для собственного образования — явление, называемое автокатализом. Начинаясь с почти равной смеси, система спонтанно склоняется к одной зеркальной форме и продолжает ускоряться. По сути, это химическая версия копировальной машины, которая предпочитает то, что сделала в последний раз.

Вместе эти два открытия намечают правдоподобный путь от случайной химии к единообразной «рукости» жизни. Они также важны далеко за пределами исследований происхождения жизни. Хиральные катализаторы — рабочие лошадки фармацевтической промышленности, где две зеркальные формы лекарства могут вести себя в организме совершенно по-разному. Одна может быть лекарством, другая — инертной или вредной. Понимание того, как направлять реакции к одной форме и как усиливать небольшие преимущества, помогает химикам создавать более безопасные и эффективные препараты.

Путь Соая в Стокгольм был скорее размеренным, чем внезапным. Он выбрал химию на втором курсе университета, получил докторскую степень в Токийском университете, затем работал постдоком в США, прежде чем основать собственную лабораторию. Каган, в свою очередь, изначально хотел стать инженером, и отсрочка направила его жизнь в сторону химии. Он был близок к Нобелевской премии примерно четверть века назад, что делает нынешнее признание давно запоздалой наградой в возрасте 95 лет.

Премия также вписывается в закономерность этого года, когда награды отметили инструменты, превращающие невидимое в видимое — от управляемых светом клеток мозга до призрачных частиц, пойманных под антарктическим льдом. Химическая награда добавляет более тихое достижение: демонстрацию того, как мир идентичных зеркальных отражений мог возникнуть из мира, не имевшего никаких предпочтений. Для химиков это не столько курьёз, сколько основополагающий принцип, который продолжает определять, как сегодня разрабатываются лекарства.