自我复制的液滴是地球生命起源缺失的一环

有助于解释生命起源的缺失环节可能不是尚未发现的化石，而是可能体现在一种称为凝聚滴的微小自我复制小球中，日本研究人员开发出这种小球来代表生命起源。化学向生物学的演变。

第一作者、化学助理教授 Muneyuki Matsuo 博士说：“化学进化论最早于 20 年代提出，认为生命首先起源于简单小分子形成大分子，而这些大分子形成了可以增殖的分子组装体。”广岛大学生命综合科学研究生院。“从那时起，人们进行了许多研究来验证 RNA 世界假说，即在 DNA 和蛋白质进化之前仅存在自我复制的遗传物质。然而，自化学进化场景出现以来的大约一百年里，从小分子增殖的分子组装体的起源一直是个谜。它是生命起源中化学和生物学之间缺失的一环。”

松尾和京瓷研究员 Kensuke Kurihara 博士在《自然通讯》上发表了一篇题为“增殖凝聚液滴作为生命起源中化学和生物学之间缺失的环节”的论文，报告了他们的增殖肽基液滴的开发情况， ”他们得出的结论是，“这项研究可能有助于解释原始地球上第一个生物体的出现。”

松尾和栗原着手回答这个百年问题：早期地球的自由化学物质是如何成为生命的?和许多研究人员一样，他们最初认为这归因于环境，这些成分在高压和高温下形成，然后冷却到更适合生命的条件。科学家们在论文中写道：“大约 100 年前首次提出了这样的假设：益生元分子转化为聚合物，进而进化为增殖的分子组合，最终形成原始细胞。” 但问题仍然是传播。“增殖需要在相同条件下自发产生聚合物和自组装，”松尾说。随着报告的继续发布，

研究人员描述了他们如何从氨基酸衍生物中设计和合成益生元单体，作为原始细胞自组装的前体。当在大气压下添加到室温水中时，氨基酸衍生物会凝结，排列成肽，然后自发形成液滴。当喂食更多氨基酸时，液滴的尺寸和数量都会增加。“......我们确定了适合同时进行肽生成和自组装的条件，并且我们展示了如何通过使用合成氨基酸硫酯作为益生元单体来创建基于肽的增殖液滴，”他们写道。“单体产生的寡肽通过水中的液-液相分离自发形成液滴。

重要的是，研究人员发现，这些液滴可以浓缩核酸，如果它们表现出这种功能，它们就更有可能在外部刺激下存活下来。“在生命起源期间，基于液滴的原始细胞可能充当‘化学’和‘生物学’之间的纽带，”松尾指出。“这项研究可能有助于解释原始地球上第一个生物体的出现。”

通过构建以新型氨基酸衍生物为食而增殖的肽滴，“我们通过实验阐明了长期存在的谜团，即益生元祖先如何通过选择性浓缩益生元化学物质而增殖和生存，”松尾继续说道。“我们发现‘液滴世界’可能是一个更准确的描述，而不是 RNA 世界，因为我们的结果表明，液滴变成了可进化的分子聚集体——其中一个成为了我们的共同祖先。”

研究人员在论文中得出结论：“……这些由肽组成的增殖液滴可能在地球的早期历史中充当整合 RNA、脂质和肽的容器，因为这些液滴不仅整合了核酸和脂质，而且还获得了整合核酸和脂质的能力。”通过加速这些成分之间的相互作用而生存……总之，因为从氨基酸硫酯到原始生物的进化过程可以通过RNA、脂质和肽在增殖液滴内的浓缩以及随后的生物样表达来实现函数，将这种情况称为‘液滴世界假说’似乎是合适的。”

研究人员计划继续研究从氨基酸衍生物到原始活细胞的进化过程，并改进他们的平台来验证和研究生命的起源和持续进化。

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