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研究发现:自我复制液滴或许是地球上生命起源的缺失环节

Chloe Ma

 生命从何而来?1920年,化学进化被提出。这一理论认为生命最初起源于简单的小分子形成大分子,而这些大分子形成了可以增殖的分子组装体。然而,一百年过去了,时至今日,小分子增殖的分子组合的起源一直是个谜。这成为了生命起源中化学和生物学之间的缺失环节。近日,来自广岛大学的日本科学家团队终于“找到”了这一缺失的环节:增殖肽基液滴。

在这项研究中,科学家从氨基酸衍生物中设计和合成了一种前生物单体,以作为原始细胞组装的前体。前生物单体在加入到常温常压的水中时,氨基酸衍生物凝结,排列成肽,然后自发形成液滴。液滴的大小和数量随着氨基酸的加入量增加而增加。

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增殖和自我维持的液滴原始细胞的出现。图源论文

通过反复实验,研究团队确定了适合同时生成肽和自组装的条件,并展示了如何通过使用合成的氨基酸硫代酯作为前生物单体来创建一个增殖的基于肽的液滴。

此外,研究人员发现,液滴可以浓缩核酸,而且如果它们表现出这种功能,它们更有可能在外部刺激下存活。

通过构建以新型氨基酸衍生物为食而增殖的肽滴,这项研究在实验上阐明了长期以来的谜团,即前生物的祖先如何通过选择性地集中前生物的化学物质而增殖和生存。研究人员认为:“与其说是RNA世界,我们发现'液滴世界'可能是一个更准确的描述,因为我们的结果表明,液滴成为可进化的分子聚合体,其中一个成为我们的共同祖先。”

这项研究可能有助于解释原始地球上第一个生物体的出现。

该研究题为“Proliferating coacervate droplets as the missing link between chemistry and biology in the origins of life” ,发表于Nature Communications期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文:

https://www.nature.com/articles/s41467-021-25530-6


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