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新研究揭示地球上首批細胞形成過程

發(fā)布時間:2024-03-04 12:36:00來源: 科技日報

  模擬生命出現(xiàn)前的化學環(huán)境

  新研究揭示地球上首批細胞形成過程

  科技日報北京3月3日電 (記者張夢然)美國斯克里普斯研究所科學家新發(fā)現(xiàn)了一種合理途徑,可以說明原始細胞如何形成并實現(xiàn)其多種功能。2月29日在線發(fā)表于《化學》雜志的研究表明,一種稱為磷酸化的化學過程(將磷酸基團添加到分子中),遠比此前認為的要更早發(fā)生。這導致結(jié)構(gòu)更復雜的雙鏈原細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。科學家認為原始細胞是由脂肪酸形成的,卻一直不清楚原始細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)定并能進行化學反應。

  團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種可能的化學物質(zhì)混合物,這些化學物質(zhì)可能會產(chǎn)生囊泡,即類似于原始細胞的脂質(zhì)球形結(jié)構(gòu)。使用的化學物質(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,并添加了額外的化學物質(zhì)來創(chuàng)造新的混合物。將這些溶液冷卻并加熱過夜,然后通過搖晃促進化學反應。

  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致囊泡對金屬離子、溫度和pH值具有不同的耐受性,這是進化多樣化的關(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化。

  【總編輯圈點】

  研究生命起源的科學家們已經(jīng)知道,原始細胞是生命出現(xiàn)期間細胞的前體。但是,簡單的原始細胞是如何出現(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),磷酸鹽比以前認為的更早地被摻入細胞樣結(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胞是如何形成的,科學家更好地了解了早期進化發(fā)生的“真相”。

(責編:陳濛濛)

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