手性对称性破缺的起源：生命最初为何偏好一种手性？(2)

CISS 效应的一个核心特征，是电子自旋和手性分子的分子框架之间的耦合。电子有两种可能的角动量状态并以其中一种形式存在，通常被称为自旋向上或自旋向下。多项研究表明，一种自旋类型的电子能够顺利地通过由左旋分子组成的组合物进行传输，而另一种自旋类型的电子则不能（3）。相反，当组合物由右旋分子组成时，自旋传输也会发生相反的倾向。手性分子的自旋偏好表现在电子通过分子的传输，或是两个手性分子之间的电荷交换，或是手性分子和磁化表面（3, 4）。
后一个例子构成这个猜想的基础，在假设和生命起源前的地球环境一致的条件下，电子自旋可以产生对映选择性（enantioselectivity），用于从非手性前体合成手性分子。他们的假设是有先例的，即磁化表面可以产生对映选择性和由非手性分子形成手性分子（5，6），其他人也考虑了 CISS 对生命起源的影响（7）。
实验研究表明，CISS 作用于多种尺度和不同复杂性的化学过程；见图1总结。涉及到更复杂的多步反应的实验表明，最初不具备任何手性的系统可以产生一种偏好的分子构型 (8)。CISS 的特征也被证明会影响生物过程，比如蛋白质中和跨细胞表面的电子传递，以及变构调节（9-11）。

图1. 化学和生物系统中可能促成生命起源演化进程的 CISS 相关过程的例子。参考文献[5,6,8]中讨论了促进化学反应的自旋效应，文献[9]综述了手性分子间的自旋相互作用，文献[7,9]综述了蛋白质的自旋过滤能力。基于 CISS 的变构效应见文献[11]，CISS 对细胞外呼吸的影响见文献[10]。注意ET（electron transfer）代表电子转移，红色箭头表示确定自旋方向的电子。
在之前的工作中，Sasselov 等人（12）提出了一个和生物分子起源相关的化学途径，与生物起源前的地球环境一致。这幅图景涉及在浅水盆地中，通过紫外线照射进行光化学反应的化学物累积过程，这一过程被认为存在于未被定义的时期。
然而，这幅图景并没有解释分子的手性，Ozturk 和 Sasselov 将该模型扩展到手性（2），认为 CISS 效应和磁铁矿是手性偏倚的起源。磁铁矿是一种亚铁磁性物质，是约18亿至37亿年前地球缺氧环境下丰富的水下沉积矿床的组成部分（13）。