エルサレム、2026年5月21日（TPS-IL）– 生命の起源に関連する基本的な化学反応の解明につながる可能性のある発見として、イスラエルの新たな研究により、磁場の方向が重要な生体分子の挙動に影響を与える可能性が示唆されています。

この研究は、エルサレム・ヘブライ大学とワイツマン科学研究所の科学者たちによって行われました。この研究は、原子間の微妙な違いが、磁場と電子スピンとして知られる量子特性にさらされた際の分子の動きや反応に影響を与える可能性があることを示しています。

この研究は、エルサレム・ヘブライ大学のヨッシ・パルティエル教授とワイツマン科学研究所のミハル・シャロン教授が主導しました。

研究者たちは、生命の基本的な構成要素の一つであるアミノ酸、L-メチオニンに焦点を当てました。多くの生体分子と同様に、メチオニンはキラルであり、左右の手のように、互いに鏡像の関係にある2つの形態で存在します。地球上の生命は、これらの形態のうち一方のみをほぼ排他的に使用しており、科学者たちはその理由を長年解明しようとしてきました。

調査のため、チームはメチオニン溶液を、微小な磁性粒子を含む特殊なフィルターに通しました。一部の分子には、より一般的な炭素12ではなく、より重い炭素同位体（炭素13）が含まれていました。

結果は予想外でした。

分子は磁場の方向に反応する

磁場の方向に応じて、重い分子と軽い分子は異なる挙動を示しました。場合によっては、重い分子はよりゆっくりと移動し、軽い分子はより速く通過しました。他の場合では、分子が一時的に保持されてから放出されるかのように、そのパターンは逆転しました。

研究者たちは、これらの効果は「ランダムではなく」、一貫性があり、測定可能で、磁気配向に直接関連していると述べました。

この現象を説明するために、科学者たちは電子スピンを調べました。これは、電子や原子核が小さな回転する物体のように振る舞う量子特性です。スピンの方向は、それらが物質とどのように相互作用するかに影響を与える可能性があります。

メチオニンのようなキラル分子は、キラル誘起スピン選択性と呼ばれるメカニズムを通じて電子スピンと相互作用することがすでに知られています。簡単に言えば、分子の形状は、電子が分子内をどのように移動するかに影響を与える可能性があります。

研究者たちは、この効果が同位体、つまり質量と核スピンがわずかに異なる、ほぼ同一の原子にも及ぶことを発見しました。

「この研究は、スピンを同位体化学における新たなプレーヤーとして導入する」と研究者たちは述べました。

同位体は科学において「指紋」として機能し、研究者が分子の起源を追跡し、初期地球における生命の出現に関連するプロセスを含む化学プロセスを理解するのに役立ちます。

この発見は、生命が分子の「一方の手」の形態をもう一方よりも好むようになった理由を理解することにも貢献する可能性があり、これは生物学における長年の疑問です。

研究者たちは、初期地球に存在した可能性のある磁気環境が、どの分子が形成され、存続したかに影響を与え、初期の化学進化を微妙に形作った可能性を示唆しています。

同位体分離の制御が改善されれば、より効率的な医療画像、がん治療技術、汚染源の追跡、水循環の監視、気候研究の支援など、実用的な応用も可能になります。さらに、考古学や地質学、特に放射性炭素年代測定にも応用できる可能性があります。

この研究は、電子スピンのような量子効果が生体システムで役割を果たしているかどうかを探求する量子生物学の分野にも関連しています。磁場がスピン依存的な方法で分子に影響を与えることができる場合、量子スケールの現象が基本的な生物学的プロセスの形成に寄与した可能性を示唆しているかもしれません。

研究者たちは、スピンと磁気は「化学に新たな制御層を導入する」と結論付けました。

この発見は、査読付き学術誌『Chem』に掲載されました。