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研究:38亿年前的地球“原始细胞”,已有专门的气泡状隔间自发形成

Evelyn Zhang

奥斯陆大学(the University of Oslo)的一项新研究提供了证据,证明38亿年前形成的“原始细胞”,在细菌和单细胞生物之前,可能有专门的气泡状隔间自发形成,包裹着小分子,并形成了“子”原始细胞。

长期以来,科学家们一直在推测我们很久以前的单细胞祖先可能拥有的特征,以及这些特征产生的顺序。事实上,细胞中有许多特殊的分子,它们帮助我们细胞内的气泡形成和塑造。科学家们想知道是什么先出现的:气泡还是形成的分子?

胚胎

奥斯陆大学Irep Gözen实验室的研究生卡洛琳娜·斯普斯托娃(Karolina Spustova)和同事们的一项新研究表明,只需几个关键部件,这些小气泡就可以自己形成,封装分子,并在没有帮助的情况下分裂。

在近日的第65届生物物理学会年会上,斯普斯托娃将展示她的研究成果。

38亿年前,正是我们的单细胞祖先诞生的年代。它不仅是在我们人类这样的复杂生物之前,而且也是在更基本的细菌之前。

这个“原始细胞”是否有气泡状的隔间仍然是个谜。在很长一段时间里,科学家们认为这些脂泡将我们人类与其他有机体(如细菌)区分开来。正因为如此,科学家们认为——这些隔间可能是在细菌存在之后形成的。但最近的研究表明,细菌也有专门的隔间,这让Gözen的研究小组产生了疑问——在细菌和我们的祖先之前就存在的原始细胞中,是否也有它们呢?如果是的话,它们又是怎么形成的呢?

研究小组将形成现代细胞隔间的脂质(称为磷脂)与水混合,并将混合物放在类似矿物的表面。他们发现,大的气泡会自发形成,而在这些气泡中,会有小的气泡。

为了测试这些隔间是否可以封装小分子,因为它们需要有专门的功能,研究小组添加了荧光染料。他们观察到这些气泡能够吸附并附着染料。他们也看到了气泡分裂的例子,留下了更小的“子”气泡。“这有点像第一个细胞的简单分裂,”Spustova表示:“所有这些都是在没有任何分子机制的情况下发生的,就像我们细胞里的那些分子机制一样,也没有额外的能量。”

38亿年前发生在地球上的这种情况并非不可思议。Gözen解释说,那里有大量的水,而且“我们在研究中使用的硅和铝存在于天然岩石中。”“研究表明,磷脂分子可能在早期地球条件下合成,或通过陨石到达地球。Gözen说,“这些分子被认为已经达到足够的浓度,形成磷脂隔间。所以,可能在地球上所有生物之前出现的远古“原始细胞”,具备了自发形成气泡状隔间所需的一切条件。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考来源:https://scitechdaily.com/evidence-that-earths-first-cells-3-8-billion-years-ago-could-have-made-specialized-compartments/


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