科技日報記者?張夢然
美國斯克里普斯研究所科學(xué)家新發(fā)現(xiàn)了一種合理途徑，可以說明原始細(xì)胞如何形成并實現(xiàn)其多種功能。2月29日在線發(fā)表于《化學(xué)》雜志的研究表明，一種稱為磷酸化的化學(xué)過程（將磷酸基團(tuán)添加到分子中），遠(yuǎn)比此前認(rèn)為的要更早發(fā)生。這導(dǎo)致結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的雙鏈原細(xì)胞能以多種功能分裂，為生命奠定了基礎(chǔ)。
大約40億年前，地球正在孕育適合生命的條件。但這里面有太多謎團(tuán)?？茖W(xué)家認(rèn)為原始細(xì)胞是由脂肪酸形成的，卻一直不清楚原始細(xì)胞如何從磷酸鹽的單鏈轉(zhuǎn)變?yōu)殡p鏈，這使得它們更加穩(wěn)定并能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。
團(tuán)隊此次希望模仿生命出現(xiàn)之前存在的環(huán)境。他們首先確定了3種可能的化學(xué)物質(zhì)混合物，這些化學(xué)物質(zhì)可能會產(chǎn)生囊泡，即類似于原始細(xì)胞的脂質(zhì)球形結(jié)構(gòu)。使用的化學(xué)物質(zhì)包括脂肪酸和甘油。接下來，他們觀察了這些混合物的反應(yīng)，并添加了額外的化學(xué)物質(zhì)來創(chuàng)造新的混合物。將這些溶液冷卻并加熱過夜，然后通過搖晃促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)。
研究人員使用熒光染料檢查混合物，判斷其是否形成了囊泡。他們改變了pH值和成分的比例，以更好地了解這些因素如何影響囊泡的形成，還分析了金屬離子和溫度對囊泡穩(wěn)定性的影響。
事實證明，脂肪酸和甘油或已經(jīng)歷了磷酸化，以產(chǎn)生更穩(wěn)定的雙鏈結(jié)構(gòu)。特別是，甘油衍生的脂肪酸酯可能導(dǎo)致囊泡對金屬離子、溫度和pH值具有不同的耐受性，這是進(jìn)化多樣化的關(guān)鍵一步。
研究人員指出，這一新發(fā)現(xiàn)有助于人們更好地了解早期地球的化學(xué)環(huán)境，以便揭示生命的起源以及生命如何在早期地球上進(jìn)化。
研究人員合影
圖片來源：斯克里普斯研究所
總編輯圈點(diǎn)：
研究生命起源的科學(xué)家們已經(jīng)知道，原始細(xì)胞是生命出現(xiàn)期間細(xì)胞的前體。但是，簡單的原始細(xì)胞是如何出現(xiàn)并變得多樣化，最終形成地球上的生命的呢？而在早期地球上發(fā)現(xiàn)的化學(xué)類型，又是否與今天的生命需求相似？現(xiàn)在他們發(fā)現(xiàn)，磷酸鹽比以前認(rèn)為的更早地被摻入細(xì)胞樣結(jié)構(gòu)中，這為生命的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，正是通過揭示原始細(xì)胞是如何形成的，科學(xué)家更好地了解了早期進(jìn)化發(fā)生的“真相”。
