《天然化学》试验室制作的“原细胞”为生命来源供给线索

  为了使生命从地球的原始成分中诞生，前期细胞需求某种方法避免其内容物四散开来。一切现代细胞都将其内部结构封装在由脂质构成的杂乱双层膜内，科学家们一直在探求这种结构是怎么由简略分子初次聚合而成的。一项今日发表于《天然化学》上的研讨供给了一种新的“配方”，解说了短链脂质或许是怎么生成最早的细胞膜的。

  “这很诱人，”特伦托大学的生物化学家谢雷夫·曼西（未参加此项研讨）标明，“它为了解原始细胞的呈现拓荒了新的途径。”

  现在，大多数细胞膜的主要成分是杂乱且分子量大的磷脂。最早的细胞或许依赖于更简略的脂质，或许是被称为脂肪酸的分子。脂肪酸包括碳原子链，具有10个或更多碳的版别在试验室中能够自发聚组成膜。但有个难题：此类脂质在前期地球上或许极端稀有。

  加州大学圣地亚哥分校的化学生物学家尼尔·德瓦拉吉和他的搭档们想知道，是否有方法让较短的脂肪酸也能构成膜。这些分子在陨石中有发现，因而一些研讨者以为它们在前期地球上的含量或许比长链脂肪酸更丰厚。德瓦拉吉试验室的前期研讨显现，半胱氨酸（也是在地球前期或许很多存在的氨基酸）能够像化学夹具相同，将某些前体分子结合在一起，然后生成脂质。

  在这项新研讨中，研讨人员将半胱氨酸与含有八个碳的脂肪酸相似物混合。氨基酸与这些分子产生反响，构成了双尾脂质——现代膜中的磷脂也具有相似的双尾结构。这些脂质集合成了被膜包裹的球体，称为原细胞。尽管这些空腔并不是细胞——它们缺少代谢功用和遗传机制等其他特性——但它们或许仿照了细胞演化的某个阶段。研讨团队还发现，只要包括六或七个碳的较短脂肪酸无法诱导原细胞的构成。

  研讨人员还观察到另一项或许与最早细胞的来源相关的现象：这些原细胞很简单在显微镜载玻片的玻璃盖上拼装。玻璃中含有二氧化硅，沙子和某些类型的黏土也含有这种物质，而这些材料在原始地球上有几率存在。德瓦拉吉估测，这类资猜中的二氧化硅或许也曾促进前期膜的构成。

  原细胞的膜还显现出与实在细胞膜的其他相似之处。例如，现代细胞膜中的磷脂会摆放成双层结构。研讨人员的原细胞膜厚度标明，脂质或许也采用了相同的摆放方法。细胞膜还能够将重要分子包围在细胞内，科学家们展现了这些原细胞相同具有这一功用。

  德瓦拉吉和搭档们发现，原细胞膜能接受原始地球上有几率存在的钙和镁离子浓度。这一特性至关重要，由于这些离子是RNA功用的要害，而RNA或许是最早的遗传信息载体和最早的酶类。当研讨人员将现代酶类RNA引进这些原细胞时，这些分子在球体内催化了化学反响。

  研讨生命来源的康涅狄格州立大学天体生物学家莎拉·毛尔称誉德瓦拉吉团队成功生成了相似现代细胞膜中的双尾脂质，这在其他膜来源试验中难以实现。尽管其他研讨曾用不同成分发明出原细胞，但华盛顿大学的生物化学家罗伊·布莱克以为，这项新作业供给了“另一种或许的解决计划，并且是一个很好的计划。”

  “他们的化学试验十分酷，做得很好，”剑桥大学的生物化学家克劳迪娅·邦菲奥标明。但是，她弥补道，这些原细胞膜中的脂质在现代细胞膜中并不存在，这引发了一个问题：“假如这些脂质从前存在，为什么现在不存在了？”

  曼西标明，要判别这些原细胞是否与其他科学家发明的原细胞适当，还需求确认它们能否割裂、成长，乃至进行代谢反响。他指出，“假如他们能够在这些原细胞中敞开一个代谢循环，那将是一个更令人形象十分深入的成果。”

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