A világ legkisebb csomója egy kísérlet közben született véletlenül. A struktúra egy úgynevezett lóhere csomó, aminek a matematikai számítások területén nagy szerepe van, ez ugyanis a legegyszerűbb nem triviális csomó, vagyis olyan csomó, amit nem lehet kibontani, ennélfogva fontos része lehet a csomóelmélet területén végzett számításoknak.

A lóhere csomó mikroszkopikus verziója a nagyobbakhoz hasonlóan három kereszteződést tartalmaz, viszont egyedülálló módon csak 54 atom építi fel. A molekuláris szerkezetet kínai és kanadai kutatók hozták létre, de nem szándékosan, egy kísérlet közben véletlenül született meg a struktúra. A kutatók eredetileg arany-acetilidet igyekeztek szénatomokkal összekapcsolni, mikor arra lettek figyelmesek, hogy a reakció közben a molekulák láncaiból csomó alakult ki. A röntgen-krisztallográfiás mérések után kiderült, hogy a csomó rendkívül kis méretű, olyannyira, hogy a korábbi "csúcstartót", a hasonlóan apró, 69 atomból álló és vele közel egyező felépítésű lóhere csomót is lekörözte. A 69 atomos verziót néhány évvel ezelőtt hozták létre kínai kutatók és különlegességét az adta, hogy önállóan rendeződött csomó formájába. A mostani kísérletről beszámoló tanulmány leírása szerint a legkisebb organikus, tehát a természetben előforduló lóhere csomók minimálisan 76 atomot tartalmaznak és legalább három helyen keresztezi a szál önmagát benne.

A csomók feszességének tekintetében is rekorddöntőnek bizonyult az újonnan létrehozott struktúra: az úgynevezett BCR (backbone crossing ratio, amit az atomok és a keresztezések száma alapján mérnek) értéke 18, míg a 69 atomos csomó BCR értéke 23 volt. A legkisebb és legszorosabb csomó digold(I)-diacetilid és difoszfin ligandumokból jött létre: ezek kombinációja korábban nem csomókat, hanem arany katenán láncokat (egymáshoz kapcsolódó gyűrűkből álló vegyületek láncait) eredményezett, ezért a szerkezet megjelenése meglepetést jelentett a kutatók számára is.

A hasonlóan apró csomók készítése és tanulmányozása fontos lehet a molekuláris vizsgálatok során, mivel csomók (beleértve a lóhere csomókat is) természetesen is formálódnak akár a DNS-ben és fehérjeszálakban. Egy 2018-ban publikált tanulmány tanúsága szerint ausztrál kutatók emberi sejtekben is találtak csomószerű i-motívumokat és a megfigyelés révén arra a következtetésre jutottak, hogy ez a szerkezet akár gyakorta előforduló hozzávalója lehet a DNS felépítésének. A csomók pedig más anyagok, például különböző polimerek tulajdonságait is meghatározhatják, ezért a kutatásuk révén akár újfajta műanyagok megalkotása is lehetővé válhat.

(Fotó: Robert Brook/Getty Images, Richard J. Puddephatt et al/Nature Communications)