地球上生命起源的故事是科学家们最渴望了解的。研究人员可能已经发现了第一章情节中的一个重要细节:解释了脂肪泡是如何形成最初细胞的细胞膜的。
加州斯克里普斯研究所的一个研究小组发现,新发现的一个关键部分是,一种被称为磷酸化的化学过程,可能比之前认为的更早发生。
这个过程将包括磷在内的原子群添加到一个分子中,带来了额外的功能 —— 这些功能可以将被称为原始细胞的球形脂肪集合变成更高级的版本,能够更通用、更稳定、化学活性更强。
人们普遍认为,这些原始细胞在35亿多年前是生物化学的重要组成部分,可能是从海底的温泉中出现的,后来进化出了更复杂的生物结构。
斯克里普斯研究所的化学家拉马纳拉亚南·里希纳穆尔蒂(Ramanarayanan Krishnamurthy)说:“在某种程度上,我们都想知道自己来自哪里。这一发现有助于我们更好地了解早期地球的化学环境,从而揭示生命的起源以及生命如何在早期地球上进化。”
里希纳穆尔蒂和他的同事们假设,由于这一过程在人体的生物功能中如此普遍,磷酸化应该参与了原始细胞形成的早期阶段。
该团队在实验室中复制了与地球早期相似的条件,将脂肪酸和甘油等化学物质结合起来,试图创造出更复杂的囊泡 —— 类似于促进细胞过程的原始细胞的泡状结构。
通过对温度和酸度进行一些调整,研究人员能够得到他们一直在寻找的化学反应,证明在原始淤泥中形成原始细胞时,磷酸化可能已经起作用了。
“在我们的实验中,这些囊泡能够从脂肪酸环境转变为磷脂环境,这表明40亿年前可能存在类似的化学环境,”斯克里普斯研究所的化学家苏尼尔·普尔蒂库尔蒂(Sunil Pulletikurti)说。
研究小组将其描述为产生磷脂的“合理途径”,磷脂是一种更复杂的囊泡膜。然而,在我们确定地球上的生命是如何形成的之前,还有很多研究要做。
回顾几十亿年前当然不容易,但科学家们不断发现地球形成后发生了什么,这也有助于我们对其他行星上生命的研究。
斯克里普斯研究所的生物物理学家阿肖克·丹尼斯(Ashok Deniz)说:“发现早期化学物质是如何转变为地球上的生命的,这是令人兴奋的。”
“我们的发现还暗示了大量有趣的物理学,这些物理学可能在现代细胞的形成过程中发挥了关键的功能作用。”
这项研究发表在《化学》杂志上。
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