研究:實驗室中創(chuàng)造的自我復制原生細胞或是生命的“缺失環(huán)節(jié)”cnBeta.COM 2021-09-29 |
據(jù)外媒報道,生命最初是如何從非生命物質中出現(xiàn)的,這是科學中最持久的謎團之一。在一項新研究中,日本科學家在實驗室中創(chuàng)造了自我復制的原生細胞,他們稱這可能代表了化學和生物學之間的“缺失環(huán)節(jié)”。
原始地球被一種泥濘的化學品混合物所覆蓋,其中包含的有機分子形成了重要的生物成分,像蛋白質和氨基酸的前體。對于生命如何以及在哪里從這種湯中涌現(xiàn)有好幾種不同的假設,最早的想法之一則被稱為化學進化,這也是新研究調(diào)查的內(nèi)容。
這項研究的論文第一作者Muneyuki Matsuo指出:“化學進化最早是在20世紀20年代提出的,其認為生命首先起源于由簡單的小分子形成的大分子,而這些大分子形成了可以增殖的分子組合體。然而,自從化學進化方案出現(xiàn)約一百年以來,從小分子中增殖的分子集合體的起源一直是個謎。它一直是生命起源中化學和生物學之間的缺失環(huán)節(jié)?!?/p>
于是在新的研究中,研究人員著手在實驗室中重新創(chuàng)建這種自我繁殖的原生細胞。他們首先將氨基酸衍生物結合起來以創(chuàng)造出一種新的小分子,該分子被引向自我組裝成原始細胞。他們在室溫和正常大氣壓下將這種混合物加入水中并觀察會發(fā)生什么。
這些分子凝結成肽,然后形成懸浮在水中的液滴。當添加更多的氨基酸時--就像在自然界中可能發(fā)生的那樣--這些液滴不僅體積增大而且開始分裂。這種自我繁殖當然是生物細胞的一個關鍵功能。
但最耐人尋味的是,一些液滴濃縮了核酸--能攜帶遺傳信息的大分子。那些這樣做的液滴更有可能在環(huán)境中生存,這表明自然選擇在起作用。
“通過構建以新型氨基酸衍生物為食而增殖的肽滴,我們在實驗上闡明了長期以來的謎團,即益生菌祖先如何通過選擇性地集中益生菌化學物質而增殖和生存,”Matsuo說道,“我們的結果表明,液滴成為可進化的分子聚合體--其中一個成為我們的共同祖先。”
當然,這一發(fā)現(xiàn)并不能保證這肯定是生命在早期地球上產(chǎn)生的方式,但它確實為這種可能性提供了砝碼。其他研究也正在調(diào)查其他假說,像RNA是否為第一個自我復制的分子進而最終產(chǎn)生了像DNA和蛋白質這樣更復雜的結構。
據(jù)悉,這項新研究的研究人員計劃繼續(xù)研究氨基酸衍生物如何通過自我復制液滴的方式進化成活細胞。
責任編輯:劉鑫嶸
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