新发现的化学反应可以解释生命的起源

2022年07月29日 16:32 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据New Atlas报道,非生命分子究竟是如何激发出生命的,这是科学界最令人困惑的谜团之一。现在,斯克利普斯研究所的科学家们发现了一组新的化学反应,可以从被认为是早期地球“原始汤”中常见的材料中产生生命的组成部分。

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第一批生命体被认为是数十亿年前在地球上出现的,来自于通常被称为“原始汤”的富含营养的混合物。基本上,其中包含的分子开始相互反应,这要归功于一些额外的能量,如雷击或热液喷口,直到它们形成基本的有机化合物,然后是氨基酸,然后可以连接成肽和蛋白质,最终形成活细胞。

当然,这是一个巨大的过度简化,而且在这个过程中发生的具体化学反应仍然很模糊。科学家们通过“烹饪”他们自己版本的“原始汤”进行调查,基于当时被认为是丰富的东西,并将其暴露在不同的条件下,看看会发生什么,以及生命的前体可能如何容易产生。

在这项新研究中,斯克利普斯研究所的科学家对他们自己的“原始汤”配方进行了修改,并发现了一组新的化学反应,使用的是相对简单的成分,这些成分可能在早期地球上很常见。只需要氰化物、氨、二氧化碳和α-酮酸,研究小组就开始看到“原始汤”中产生了氨基酸。

这四种成分中的每一种都有其作用。α-酮酸是当今活细胞用来制造氨基酸的前体。氨是转化过程所需的氮源。氰化物进行转化,而二氧化碳一直加速它。

该研究的主要作者Ramanarayanan Krishnamurthy说:“我们本来以为要弄清楚这个问题是相当困难的,结果发现它比我们想象的还要简单。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,反应就会加速。”

该小组说,这个过程基本上是氨基酸在活细胞中形成的方式,只是氰化物是酶的替代品,而这些酶在“原始汤”中还不会存在。这种简单性和与当前生物过程的相似性表明,这比其他假说更有可能成为早期生命的来源,因为其他假说需要更彻底的不同化学。

对化学“汤”的分析显示,这一过程也产生了副产品--乳清酸。乳清酸是构成DNA和RNA的核苷酸的前体,这表明一系列的生命成分都可能是以这种方式产生的。

Krishnamurthy说:“我们接下来要做的是继续探究这种混合物能产生什么样的化学反应。氨基酸能否开始形成小的蛋白质?这些蛋白质中的一个能不能回来并开始作为一种酶来制造更多的这些氨基酸?”

这项研究发表在《自然化学》杂志上。

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