Kagan i Soai laureatami Nagrody Nobla z chemii 2026 za badania nad tym, jak mogą powstawać cząsteczki o jednej skrętności

Królewska Szwedzka Akademia Nauk ogłosiła 7 października, że Nagrodę Nobla z chemii 2026 otrzymują Henri B. Kagan z Université Paris-Sud we Francji oraz Kenso Soai z Tokijskiego Uniwersytetu Nauk w Japonii. Akademia wyróżnia ich za odkrycie efektów nieliniowych i autokatalizy w asymetrycznej syntezie organicznej i stwierdza, że badacze znaleźli odpowiedź na dawną zagadkę: jak chemia może zacząć faworyzować tylko jedną z dwóch form cząsteczki będących swoimi lustrzanymi odbiciami. Kagan, urodzony w 1930 roku w Boulogne-Billancourt, jest profesorem emerytowanym ówczesnego Université Paris-Sud; Soai, urodzony w 1950 roku w Hiroszimie, jest profesorem emerytowanym Tokijskiego Uniwersytetu Nauk. Nagroda w wysokości 12 milionów koron szwedzkich zostanie podzielona między nich po równo. Nature podaje, że Soai był na zakupach w pobliżu swojego domu, gdy dotarł do niego telefon.

Wiele cząsteczek, w tym aminokwasy, występuje w dwóch wersjach, które są swoimi lustrzanymi odbiciami, tak jak lewa i prawa dłoń. Organizmy żywe korzystają jednak tylko z jednej z nich – chemicy nazywają tę właściwość homochiralnością; Akademia zauważa, że termin pochodzi od greckich słów oznaczających „taki sam” i „ręka”. Według Akademii, gdy chemicy przeprowadzali reakcje mogące dać którąkolwiek z tych form, w ich probówkach niezmiennie powstawały równe ilości obu. Miało to znaczenie zarówno praktyczne, jak i teoretyczne, wyjaśnia Akademia, ponieważ w przypadku cząsteczek mających działać na organizmy żywe, takich jak leki, pożądany efekt ma tylko jedna z dwóch form. Nature podaje przykład: cząsteczka DNA ma formę prawoskrętną, natomiast aminokwasy występujące w organizmach żywych są lewoskrętne.

Według Akademii pierwszy decydujący krok Kagan wykonał w 1986 roku dzięki nowemu sposobowi sterowania reakcjami chemicznymi, który pozwolił mu uzyskać większy nadmiar jednego z lustrzanych odbić, niż chemicy uważali za możliwe. Nature opisuje to jako wykazanie, że niewielka nierównowaga w skrętności katalizatora może zostać zwielokrotniona w produktach. Soai oparł się na tych wynikach. Akademia podaje, że kluczowa publikacja z 1995 roku opisywała, jak zaprojektował on pierwszą reakcję, która potencjalnie mogła być homochiralna, a w 2003 roku przedstawił reakcję, w której powstawało tylko jedno z dwóch lustrzanych odbić – czego, jak twierdzi Akademia, wcześniej nie dokonało nic poza samym życiem. Jak podaje Nature, w eksperymencie Soaiego z 1995 roku produkt reakcji służył jako jej własny katalizator, a początkowy nadmiar jednej formy wynoszący zaledwie 2% wzrósł do 87%.

Nature umieszcza te prace w szerszym nurcie badań. Przypomina, że fizyk teoretyk Charles Frank z Uniwersytetu w Bristolu zasugerował w 1953 roku, że reakcja zdolna do wytwarzania własnego chiralnego katalizatora byłaby samowzmacniająca i pozwoliłaby zwyciężyć jednemu z lustrzanych odbić. Laureaci Nagrody Nobla z chemii z 2001 roku, William Knowles, Ryoji Noyori i Barry Sharpless, wykorzystali chiralne katalizatory, by kierować reakcje ku jednej wersji cząsteczki; według Nature Kagan i Soai poszli o krok dalej, projektując reakcje, które wytwarzają własny chiralny katalizator, i wcielając w ten sposób w życie pomysł Franka. Jonathan Clayden, chemik organik z Bristolu, powiedział Nature, że Kagan wykazał tę zasadę, a reakcja Soaiego dostarczyła pierwszego rzeczywistego przykładu. Heiner Linke, przewodniczący Komitetu Noblowskiego ds. chemii, stwierdził, że laureaci rozwiązali „chemiczną zagadkę liczącą ponad sto lat”.

Badacze cytowani przez Nature widzą też związki z pochodzeniem życia. Furkan Öztürk, badacz zajmujący się chemią prebiotyczną w Kalifornijskim Instytucie Technologicznym, powiedział Nature, że prace te wzbudziły szerokie zainteresowanie wśród osób próbujących wyjaśnić, dlaczego cząsteczki biologiczne, takie jak aminokwasy i kwasy nukleinowe, zwykle występują w jednej formie chiralnej. Przestrzega, że reakcja Soaiego zależy od warunków i odczynników, które słabo pasują do wczesnej Ziemi, i zwraca uwagę zwłaszcza na to, że nie może ona przebiegać w wodzie, uważa jednak, że jej podstawowe zasady wciąż mogą wiele nauczyć. Stephen Fletcher, chemik syntetyk z Oksfordu, powiedział Nature, że jego zdaniem nagroda może ożywić starania o wykazanie biologicznego znaczenia tej reakcji.