新研究揭示地球上首批细胞形成过程
2024-03-04 科技日报

  科技日报北京3月3日电 (记者张梦然)美国斯克里普斯研究所科学家新发现了一种合理途径,可以说明原始细胞如何形成并实现其多种功能。2月29日在线发表于《化学》杂志的研究表明,一种称为磷酸化的化学过程(将磷酸基团添加到分子中),远比此前认为的要更早发生。这导致结构更复杂的双链原细胞能以多种功能分裂,为生命奠定了基础。

  大约40亿年前,地球正在孕育适合生命的条件。但这里面有太多谜团。科学家认为原始细胞是由脂肪酸形成的,却一直不清楚原始细胞如何从磷酸盐的单链转变为双链,这使得它们更加稳定并能进行化学反应。

  团队此次希望模仿生命出现之前存在的环境。他们首先确定了3种可能的化学物质混合物,这些化学物质可能会产生囊泡,即类似于原始细胞的脂质球形结构。使用的化学物质包括脂肪酸和甘油。接下来,他们观察了这些混合物的反应,并添加了额外的化学物质来创造新的混合物。将这些溶液冷却并加热过夜,然后通过摇晃促进化学反应。

  研究人员使用荧光染料检查混合物,判断其是否形成了囊泡。他们改变了pH值和成分的比例,以更好地了解这些因素如何影响囊泡的形成,还分析了金属离子和温度对囊泡稳定性的影响。

  事实证明,脂肪酸和甘油或已经历了磷酸化,以产生更稳定的双链结构。特别是,甘油衍生的脂肪酸酯可能导致囊泡对金属离子、温度和pH值具有不同的耐受性,这是进化多样化的关键一步。

  研究人员指出,这一新发现有助于人们更好地了解早期地球的化学环境,以便揭示生命的起源以及生命如何在早期地球上进化。

  【总编辑圈点】

  研究生命起源的科学家们已经知道,原始细胞是生命出现期间细胞的前体。但是,简单的原始细胞是如何出现并变得多样化,最终形成地球上的生命的呢?而在早期地球上发现的化学类型,又是否与今天的生命需求相似?现在他们发现,磷酸盐比以前认为的更早地被掺入细胞样结构中,这为生命的出现奠定了基础,正是通过揭示原始细胞是如何形成的,科学家更好地了解了早期进化发生的“真相”。

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