构成生命的重要物质具有“手性”特征，有趣的是，DNA和RNA只以右手性存在，而蛋白质是“左撇子”。为什么生命需要手性？关于生命手性的起源以及对生命分子对单一手性的偏爱，一直以来困扰着科学家。近期一项氨基酸合成实验，或许能为蛋白质偏爱左手性提供解释。
2005年，Science杂志在庆祝创刊125周年之际发布了125个推动基础科学研究的最具挑战性的科学难题。其中面向化学领域，提出了“为什么生命需要手性？”的灵魂拷问。生命的手性是如何起源的，生命演化为什么偏爱单一的手性，是探寻生命起源奥秘的两大谜团。
“手性”（chirality）这一术语源于希腊语“cheir”，译为“手”；顾名思义，就是指左手与右手的差异性。
理解这种差异性其实很简单，你只需要将右手掌心向下，再将左手掌心也向下叠在右手上，就会发现看似相同的两只手其实并不能完全重合，这就说明你的左手和右手是呈“手性”的。日常生活中的手性很普遍，沙滩上螺壳的螺纹；螺丝钉、螺口灯泡、钻头的螺纹；星级酒店的旋转楼梯；甚至引发自然灾害的台风都是手性的。这种特性不仅存在于宏观的自然界中，微观的生命活动也都依赖于分子的手性。
在地球上，组成生命的重要有机分子通常都具有手性。有意思的是，生命体对于这些有机分子基本单元的构型呈现出极致的选择偏向性。如：生命的遗传密码DNA和RNA都呈现右手性；而生命的重要组成“元件”——蛋白质，则大多呈现左手性（甘氨酸无手性），就是我们常说的“左撇子”。生命体表现出的这种同类型分子中某一种手性构型占大多数的情况，通常被称为“同手性”。
关于生物分子的手性起源，近几十年来，有些科学家认为组成生命的重要有机分子最早是在外太空制造出来，然后随着陨石才来到地球。1969年，有人在澳大利亚Murchison附近发现一颗重约100公斤的陨石。经过元素分析，发现其中含有90多种组成生命体的重要分子，包括氨基酸、糖类、醇类等有机分子；并且所检测出的氨基酸分子中，左手性氨基酸占多数。
另一种假说认为生物分子的手性起源是由于手性诱导的电子自旋选择性（chiral-induced spin selectivity, CISS），这是一项新研究，近期发表于《美国国家科学院院报》（PNAS）。
科学家认为磁铁矿上的CISS效应导致了分子的手性起源：18亿至37亿年前，地球在缺氧环境下形成了丰富的水下沉积磁铁矿床，地球表面的紫外照射使得均匀磁化的磁铁矿中产生自旋极化的光电子；由于CISS效应，在磁铁矿表面发生生物有机分子的对映性选择化学反应，进而不同的手性有机分子被筛选出来——启动了让DNA、RNA、氨基酸等生物分子变得不对称的过程。
来自英国伦敦大学学院的生命起源化学家Matthew Powner和他的同事为这个问题提供了线索。在过去5年里，Powner团队发现了一组可能存在于早期地球的硫基分子，并展示了它们是如何毫不费力就将单个氨基酸与氨基酸前体——氨基腈连接起来，形成二肽的过程。二肽在生命体内扮演着重要的角色，不仅参与功能蛋白质分子的构建，同时也作为信号分子参与调节生命体代谢、生长、发育等生理过程。
更重要的是，二肽分子是有手性的。
2024年2月，美国斯克利普斯研究所化学家Donna Blackmond及同事在Nature发表研究报告，他们采用优化的反应条件，实现了氨基腈与氨基酸的催化肽连接反应，产生了2个互为对映异构体的二肽产物；产物的对映异构体比率被定义为2个产物的立体中心中，显示异手性和同手性二肽产物的相对浓度。
Blackmond团队通过监测不同实验条件下二肽的氨基酸对形成速率，发现催化肽连接反应倾向于异手性二肽产物（即L单体与D单体连接）的生成，在复杂反应混合物中会发生对称性破缺、手性放大和手性转移。