Un nuevo estudio demuestra que la dirección de un campo magnético puede influir en cómo se comportan versiones ligeramente diferentes de la misma molécula biológica, revelando un vínculo previamente no reconocido entre el magnetismo, el espín del electrón y la química de isótopos.
En un nuevo descubrimiento, investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalem y del Instituto Weizmann de Ciencias han descubierto que algo, la dirección de un campo magnético puede influir en cómo se comportan las moléculas de la vida en el nivel más fundamental y cómo pueden haberse desarrollado los primeros procesos químicos vinculados a la vida.
El estudio, dirigido por el profesor Yossi Paltiel, de la Universidad Hebrea, y la profesora Michal Sharon (Instituto Weizmann), muestra que pequeñas diferencias entre átomos (diferentes isótopos) pueden provocar cambios medibles en el comportamiento molecular cuando se combinan con una propiedad cuántica invisible conocida como espín del electrón. La separación de los diferentes isótopos puede lograrse mediante superficies magnéticas.
En el centro de la historia está la L-metionina, un aminoácido, un pilar básico de la vida. Como otras moléculas biológicas, la metionina tiene una “lateralidad” específica, es decir, existe en una forma que no es idéntica a su imagen especular. Esta propiedad, llamada quiralidad, es un misterio: ¿por qué la naturaleza eligió una “mano” sobre la otra?
Ahora, los hallazgos del equipo sugieren que el magnetismo y el espín de los electrones pudieron haber jugado un papel.
Para explorar esta idea, los investigadores crearon un experimento ingenioso. Pasaron una solución de moléculas de metionina a través de un filtro incrustado con partículas magnéticas microscópicas. Algunas moléculas eran ligeramente más pesadas que otras, conteniendo una forma rara de carbono (¹³C en lugar de la más común ¹²C).
Mientras las moléculas fluían, ocurrió algo inesperado.
Dependiendo de la dirección de la magnetización, las versiones más pesadas y ligeras de la metionina se comportaban de forma diferente. En algunos casos, las moléculas más pesadas se retenían, mientras que las más ligeras pasaban más rápido. Luego, más adelante en el proceso, el patrón se invirtió, como si las moléculas fueran temporalmente “capturadas” y luego liberadas.
Estos efectos no eran aleatorios. Eran consistentes, medibles y estaban directamente ligadas a la orientación magnética.
¿Entonces qué está pasando?
La respuesta reside en una propiedad cuántica sutil: el espín del electrón y el nuclear. Las partículas se comportan un poco como pequeños trompos giratorios, y su “dirección de giro” puede influir en cómo interactúan con los materiales, especialmente cuando estos materiales son magnéticos.
Se sabe que moléculas quirales como la metionina interactúan con el espín del electrón de una manera especial, un fenómeno llamado selectividad de espín inducida por el quiral (CISS). Esto significa que la forma de la molécula puede “filtrar” electrones según su espín.
Lo que esta nueva investigación demuestra es que este mismo efecto puede extenderse a átomos isótopos que difieren solo ligeramente en masa y espín nuclear. En otras palabras, el espín y el magnetismo pueden influir no solo en cómo reaccionan las moléculas, sino también en qué versiones de esas moléculas se favorecen.
A primera vista, separar átomos ligeramente más pesados y ligeros podría parecer un truco de laboratorio de nicho. Pero los isótopos tienen un significado profundo en la ciencia, son como huellas químicas, ayudando a los investigadores a rastrear el origen de las moléculas y a entender cómo surgió la vida. El hallazgo también podría estar relacionado con la diferente concentración de isótopos en la vida.
“Este trabajo introduce el espín como un nuevo actor en la química de isótopos”, explican los investigadores.
Eso tiene profundas implicaciones. Si los entornos magnéticos, como los de la Tierra primitiva, pudieran influir en el comportamiento molecular de esta manera, podrían haber ayudado a moldear las vías químicas que llevaron a la vida.
También ofrece una perspectiva fresca sobre una de las preguntas de la biología: por qué la vida eligió una única “manosidad” molecular.
El descubrimiento no solo mira hacia atrás, sino que apunta hacia adelante.
Comprender cómo interactúan el spin, el magnetismo y la estructura molecular podría abrir nuevas puertas en:
- Tecnologías de separación isotópica.
- Diseño avanzado de materiales.
- Química analítica.
- E incluso la biología cuántica, un campo emergente que explora cómo los efectos cuánticos influyen en los sistemas vivos.
Al final, el estudio revela algo a la vez simple y profundo: incluso a las escalas más pequeñas, la dirección importa.
Un imán apuntando al norte o al sur puede cambiar cómo se mueven, interactúan y separan las moléculas. Y esas pequeñas diferencias pueden contener pistas sobre los orígenes mismos de la vida.
Sobre el estudio
La investigación, titulada “Spin-dependent isotopic fractionation of L-methionine”, fue realizada por un equipo interdisciplinar de la Universidad Hebrea de Jerusalem y el Instituto Weizmann de Ciencia, y publicada en Chem (Cell Press, 2026).
