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科学家杏耀yl发现了可能帮助形成第一批细胞的新


 
科学家杏耀yl发现了可能帮助形成第一批细胞的新有机化合物



研究生命起源的化学家们通常关注的是多肽和核酸等现代生物高聚物的作用,但是如果没有活生物体的帮助,现代生物高聚物是不容易形成的。解决这一矛盾的一个可能的办法是,生命开始使用不同的成分,许多非生物化学物质可能在环境中丰富。一个国际研究小组进行的一项新调查的化学家地球生命科学研究所(特大规模集成)在东京理工学院和其他学院从马来西亚、捷克、美国和印度,已经发现一套不同的聚合物在原始环境条件下,这些化合物很容易形成,有的甚至自发形成细胞样的结构。
 
理解生命是如何在地球上开始的,是现代科学试图解释的最具挑战性的问题之一。目前,科学家们研究现代生物,试图找出它们生物化学的哪些方面是普遍存在的,从而可能存在于它们的祖先身上。最合理的猜测是,在地球形成以来的45亿年历史中,至少35亿年的时间里,生命在地球上蓬勃发展,而且大多数科学家会说,杏耀的信誉生命可能在有充分证据证明其存在之前就开始了。问题是,由于地球表面是动态的,地球上最早的生命痕迹并没有保存在地质记录中。然而,地球上最早的生命证据并不能告诉我们最早的生物是由什么组成的,也不能告诉我们它们的细胞内发生了什么。该研究的合著者吉姆·克利夫斯说:“显然,关于生命是如何起源的,从生命起源前的化学中还有很多东西需要学习。”
 
生命的标志是进化,而进化的机制表明,共同的特征可能会突然被罕见的和新的突变所取代,这使得突变的生物体能够更好地生存和繁殖,通常会非常迅速地取代以前的常见生物体。古生物学、生态学和实验室证据表明,这种情况经常发生,而且发生得很快。例如,像蒲公英这样的入侵生物,从欧洲被引入美洲,现在是一种常见的杂草,让关心草坪的房主花费无数时间和金钱来根除。另一个不那么古怪的例子是COVID-19,一种病毒(从技术上讲,它不是活的,但从技术上讲,它是一种有机体),多年来可能局限于一小群蝙蝠, 杏耀代理谈产品 ,但突然间在世界各地的人类中传播开来。生物体的繁殖速度比竞争对手快,即使只是快一点点,也会很快把竞争对手送到列夫·托洛茨基所说的“历史的灰烬堆”。由于大多数曾经存在过的生物体都已经灭绝了,合著者Tony Z. Jia建议“为了理解现代生物学是如何出现的,重要的是研究在现代生物学中不存在的可能随着生命复杂化而灭绝的非生物化学或结构。”

当科学家试图理解生命的起源时,这种进化替代的观点被推到了一个极端。所有的现代生物都有一些核心的共性:所有的生命都是细胞性的,生命使用DNA作为信息存储分子,并使用DNA制造核糖核酸作为制造蛋白质的中间途径。蛋白质在现代生物化学中起着绝大多数催化作用,它们是用一种非常普遍的“密码”由RNA合成的。这段代码是如何本身就是神秘的,但这些深层次问题点可能在早期是一个非常黑暗的时期生物进化~ 40亿年前在这期间几乎没有观察到的分子特性在现代生物化学,和在场的几乎没有被发扬光大。
 
蛋白质是氨基酸的线性聚合物。这些松散的聚合氨基酸串折叠成独特的三维形状,形成极其高效的催化剂,促进精确的化学反应。原则上,许多类型的聚合分子可以形成类似的弦,并折叠成类似的催化形状,合成化学家已经发现了许多这样的例子。“这类研究的重点是在没有包括研究生在内的生物学帮助的情况下,在似乎是生命起源前的系统中发现功能性聚合物,”合著者Irena Mamajanov说。
 
科学家们已经找到了许多不需要生物学干预就能制造生物有机化合物的方法,这些机制有助于解释这些化合物在碳质陨石样本中的存在,这些碳质陨石是早期太阳系的遗迹,科学家们认为它们从未孕育过生命。这些原始的陨石样本还包含许多其他类型的分子,这些分子可能形成了复杂的折叠聚合物,如蛋白质,杏耀yl这可能有助于控制原始化学。蛋白质,通过它们的折叠和催化介导了在生命系统中观察到的许多复杂的生化进化。ELSI团队推断,在DNA和蛋白质之间的编码进化之前,替代聚合物可能帮助了这一过程的发生。“也许我们无法逆转生命的起源;从头开始尝试并构建它可能会更有效率,而不必使用现代的生物分子。在原始的地球上存在着大量的非生物化学物质。它们是如何帮助形成我们所知道的生命的,这是我们感兴趣的,”合著者Kuhan Chandru说。
 
ELSI团队做了一件简单而深刻的事情:他们取了一大堆结构多样的有机小分子,这些有机小分子很有可能是由前生物过程产生的,他们试图看看这些小分子从稀溶液中蒸发后是否能形成聚合物。令他们吃惊的是,他们发现许多原始化合物是可以分解的,尽管他们也发现其中一些可以迅速分解。对于原始分子来说,这个简单的标准,即化合物是否能够被干燥而不分解,可能是最早的进化选择压力之一。
 
研究小组又进行了一次简单的测试。他们把这些干燥的反应,加水,然后在显微镜下观察。令他们惊讶的是,这些反应的一些产物形成了细胞大小的隔间。含有10到20个原子的简单起始物质可以转化为含有数百万个原子的自我组织的细胞状聚集体,这一惊人的发现让我们了解到,在没有使用现代生物化学的情况下,简单化学是如何导致接近生命系统的复杂化学的。
 
“我们并没有测试所有可能的化合物,但我们测试了很多可能的化合物。我们发现的化学行为的多样性令人惊讶,并表明这种小分子到功能聚合的行为是有机化学的一个共同特征,这可能使生命的起源比以前认为的更普遍的现象,”合著者Niraja Bapat总结道。

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