מאת פֶּסַח בֶּנסֶן • 21 במאי 2026
ירושלים, 21 במאי 2026 (TPS-IL) – מחקר ישראלי חדש מצביע על כך שכיוון של שדה מגנטי עשוי להשפיע על התנהגות מולקולות ביולוגיות מרכזיות, ממצא שעשוי לשפוך אור על כימיה בסיסית הקשורה למקורות החיים.
המחקר נערך על ידי מדענים מהאוניברסיטה העברית בירושלים ומכון ויצמן למדע. הוא מצביע על כך שהבדלים עדינים בין אטומים יכולים להשפיע על האופן שבו מולקולות נעות ומגיבות כאשר הן נחשפות לשדות מגנטיים ולתכונה קוונטית הידועה כספין אלקטרוני.
את המחקר הובילו פרופ' יוסי פלטיאל מהאוניברסיטה העברית בירושלים ופרופ' מיכל שרון ממכון ויצמן למדע.
החוקרים התמקדו ב-L-מתיונין, חומצת אמינו המשמשת כאחד מאבני הבניין הבסיסיות של החיים. כמו מולקולות ביולוגיות רבות, מתיונין הוא כיראלי, כלומר הוא קיים בשתי צורות מראה, בדומה ליד שמאל ויד ימין. החיים על פני כדור הארץ משתמשים כמעט אך ורק באחת מהצורות הללו, ומדענים מנסים להבין מדוע מזה זמן רב.
כדי לחקור זאת, הצוות העביר תמיסת מתיונין דרך מסנן מיוחד המכיל חלקיקים מגנטיים זעירים. חלק מהמולקולות הכילו איזוטופ פחמן כבד יותר (פחמן-13 במקום פחמן-12 הנפוץ יותר).
התוצאות היו בלתי צפויות.
מולקולות מגיבות לכיוון מגנטי
בהתאם לכיוון השדה המגנטי, מולקולות כבדות וקלות התנהגו באופן שונה. במקרים מסוימים, מולקולות כבדות יותר נעו לאט יותר בעוד קלות יותר עברו מהר יותר. במקרים אחרים, התבנית התהפכה, כאילו המולקולות נשמרו באופן זמני ואז שוחררו.
החוקרים אמרו כי השפעות אלו "אינן אקראיות", אלא היו עקביות, ניתנות למדידה וקשורות ישירות לאוריינטציה מגנטית.
כדי להסביר את התופעה, המדענים בחנו את הספין האלקטרוני, תכונה קוונטית שבה אלקטרונים וגרעיני אטומים מתנהגים כאילו הם אובייקטים מסתובבים זעירים. כיוון הספין יכול להשפיע על האופן שבו הם מקיימים אינטראקציה עם חומרים.
מולקולות כיראליות כמו מתיונין ידועות כבר כמקיימות אינטראקציה עם ספין אלקטרוני באמצעות מנגנון הנקרא סלקטיביות ספין המושרה כיראלית. במילים פשוטות, צורתה של מולקולה יכולה להשפיע על האופן שבו אלקטרונים עוברים דרכה.
החוקרים מצאו כי השפעה זו מתרחבת גם לאיזוטופים – אטומים שהם כמעט זהים אך נבדלים מעט במסה ובספין הגרעיני.
"עבודה זו מציגה את הספין כשחקן חדש בכימיית איזוטופים", אמרו החוקרים.
איזוטופים מתפקדים כ"טביעות אצבע" במדע, ועוזרים לחוקרים לעקוב אחר מקורן של מולקולות ולהבין תהליכים כימיים, כולל אלו הקשורים להופעת החיים בכדור הארץ הקדום.
הממצאים עשויים גם לתרום להבנה כיצד החיים העדיפו צורה "ידנית" אחת של מולקולות על פני אחרת, שאלה ותיקה בביולוגיה.
החוקרים מציעים כי סביבות מגנטיות, שאולי היו קיימות בכדור הארץ הקדום, יכלו להשפיע על אילו מולקולות נוצרו והתמידו, ובכך עיצבו בעדינות את האבולוציה הכימית המוקדמת.
שליטה משופרת על הפרדת איזוטופים עשויה להיות לה גם יישומים מעשיים, כולל הדמיה רפואית יעילה יותר, טכנולוגיות לטיפול בסרטן, מעקב אחר מקורות זיהום, ניטור מחזורי מים, ותמיכה במחקר אקלים. יישומים נוספים עשויים לכלול ארכיאולוגיה וגיאולוגיה, במיוחד תיארוך פחמן-14.
המחקר קשור גם לתחום הביולוגיה הקוונטית, החוקר האם אפקטים קוונטיים כמו ספין אלקטרוני משחקים תפקיד במערכות ביולוגיות. אם שדות מגנטיים יכולים להשפיע על מולקולות באופן תלוי-ספין, הדבר עשוי להצביע על כך שתופעות בקנה מידה קוונטי תרמו לעיצוב תהליכים ביולוגיים בסיסיים.
החוקרים הסיקו כי ספין ומגנטיות "מציגים שכבת בקרה חדשה בכימיה".
הממצאים פורסמו בכתב העת המדעי Chem.