化学家制造聚酯“细胞” 或能有助于填补对生命起源认知的空白

 据外媒 New Atlas 报道,人类进化历程中被认为仍存在“缺失环节”,但最早的活细胞是如何从非生命物质进化来的?一项新的研究发现了一种可能有助于揭示水滴过渡到早期细胞的机制,这种机制发生在池塘、水坑和水道中,这些池塘,水坑和水道会随着时间的推移而反复干燥和重新填充。

  细胞是地球上生命的基本单位。从心脏到皮肤再到细菌细胞,它们都有着截然不同的作用,但它们具有相似的基本结构 – 即保护内部组分免受外界环境影响同时仍允许重要分子进出的膜。但是这些相对复杂的结构是如何形成的仍然未知。

  目前的主要假设始于富含矿物质的混合物,通常称为“原始汤”。这种物质由一种化学物质混合物组成,它们相互随机反应,产生 RNA 和氨基酸等分子。然后,在火山活动或雷击等高能量“触发器”的帮助下,这些最终可能会开始堆积生命的基石。

  对于这项新研究,研究小组提出了另一种观点 – 不是使用我们现在与生命相关的生物分子,而是通过使用不同的、非常简单的化学方法开始早期生命,并从那里进化为细胞样结构。该团队以前的工作重点是简单的有机化合物,称为α-羟基酸。发现当它们在温暖的温度下干燥时,它们会自发排列成长链的聚酯。

  对于这项新研究,研究人员在显微镜下观察了这些反应。他们发现这些聚酯微滴正在形成凝胶相,当它们再次湿润时,它们开始形成类似细胞的简单结构。其重要性在于,这些结构可以将核酸和蛋白质等生物分子区分开来,这意味着它们可能是生命的第一步。

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  该团队发现这些结构可以在适当的条件下长时间停留。至关重要的是,它们也可以融合在一起,这是现代细胞无法做到的。这意味着它们可以收集并共享分子,这些分子反应形成最早的遗传和代谢系统。

  进一步的测试表明,微滴作为替代品具有多样性。通过将它们暴露于染料中,研究小组发现液滴很好地吸收了分子。像 RNA 和蛋白质这些生命关键的东西被发现仍然在结构内部作为催化剂发挥作用。此外还发现构成细胞膜的脂质层在液滴表面形成。

  研究人员不能确定这些特定的结构是否活细胞的直接祖先,但他们认为机制本身是可能的,这可能意味着一些类似的组合产生了原始细胞。“这使我们能够想象早期地球上的非生物系统,它们仍然可以帮助生命起源,”该研究的首席研究员 Tony Jia 说道。“这表明可能还有许多其他非生物系统应成为未来此类调查的目标。”

  该研究发表在《PNAS》期刊上。

转载自博客园新闻

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