(資料圖片僅供參考)
第一批生命體被認(rèn)為是數(shù)十億年前在地球上出現(xiàn)的,來自于通常被稱為“原始湯”的富含營養(yǎng)的混合物。基本上,其中包含的分子開始相互反應(yīng),這要歸功于一些額外的能量,如雷擊或熱液噴口,直到它們形成基本的有機(jī)化合物,然后是氨基酸,然后可以連接成肽和蛋白質(zhì),最終形成活細(xì)胞。
當(dāng)然,這是一個巨大的過度簡化,而且在這個過程中發(fā)生的具體化學(xué)反應(yīng)仍然很模糊。科學(xué)家們通過“烹飪”他們自己版本的“原始湯”進(jìn)行調(diào)查,基于當(dāng)時被認(rèn)為是豐富的東西,并將其暴露在不同的條件下,看看會發(fā)生什么,以及生命的前體可能如何容易產(chǎn)生。
在這項新研究中,斯克利普斯研究所的科學(xué)家對他們自己的“原始湯”配方進(jìn)行了修改,并發(fā)現(xiàn)了一組新的化學(xué)反應(yīng),使用的是相對簡單的成分,這些成分可能在早期地球上很常見。只需要氰化物、氨、二氧化碳和α-酮酸,研究小組就開始看到“原始湯”中產(chǎn)生了氨基酸。
這四種成分中的每一種都有其作用。α-酮酸是當(dāng)今活細(xì)胞用來制造氨基酸的前體。氨是轉(zhuǎn)化過程所需的氮源。氰化物進(jìn)行轉(zhuǎn)化,而二氧化碳一直加速它。
該研究的主要作者Ramanarayanan Krishnamurthy說:“我們本來以為要弄清楚這個問題是相當(dāng)困難的,結(jié)果發(fā)現(xiàn)它比我們想象的還要簡單。如果你只混合了酮酸、氰化物和氨,它只是在那里。只要你加入二氧化碳,即使是微量的,反應(yīng)就會加速。”
該小組說,這個過程基本上是氨基酸在活細(xì)胞中形成的方式,只是氰化物是酶的替代品,而這些酶在“原始湯”中還不會存在。這種簡單性和與當(dāng)前生物過程的相似性表明,這比其他假說更有可能成為早期生命的來源,因為其他假說需要更徹底的不同化學(xué)。
對化學(xué)“湯”的分析顯示,這一過程也產(chǎn)生了副產(chǎn)品--乳清酸。乳清酸是構(gòu)成DNA和RNA的核苷酸的前體,這表明一系列的生命成分都可能是以這種方式產(chǎn)生的。
Krishnamurthy說:“我們接下來要做的是繼續(xù)探究這種混合物能產(chǎn)生什么樣的化學(xué)反應(yīng)。氨基酸能否開始形成小的蛋白質(zhì)?這些蛋白質(zhì)中的一個能不能回來并開始作為一種酶來制造更多的這些氨基酸?”
這項研究發(fā)表在《自然化學(xué)》雜志上。
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