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人們認(rèn)為第一個生命形式是在數(shù)十億年前在地球上出現(xiàn)的,來自通常被稱為“原始湯”的營養(yǎng)豐富的混合物?;旧?,由于一些額外的能量,如雷擊或熱液噴口,其中包含的分子開始相互反應(yīng),直到形成基本有機化合物,然后是氨基酸,然后氨基酸最終可以連接成肽和蛋白質(zhì)形成活的有機體。細(xì)胞。
當(dāng)然,這是一個巨大的過度簡化,并且在此過程中發(fā)生的具體化學(xué)反應(yīng)仍然不清楚??茖W(xué)家們根據(jù)當(dāng)時被認(rèn)為豐富的物質(zhì)“烹飪”了他們自己版本的“原始湯”,并將其暴露在不同的條件下,以觀察發(fā)生了什么以及生命的前身可能有多容易產(chǎn)生。
在這項新研究中,斯克里普斯研究中心的科學(xué)家修改了他們自己的“原始湯”配方,并發(fā)現(xiàn)了一組新的化學(xué)反應(yīng),使用相對簡單的成分,這在早期地球上可能很常見。僅用氰化物、氨、二氧化碳和-酮酸,研究小組開始看到“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。 -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。氰化物進行轉(zhuǎn)變,而二氧化碳則不斷加速轉(zhuǎn)變。
該研究的主要作者Ramanarayanan Krishnamurthy 說:“我們原以為弄清楚這一點相當(dāng)困難,但事實證明它比我們想象的要簡單。如果你只是將酮酸、氰化物和氨混合在一起,它就在那里。無論何時你添加二氧化碳,即使是少量,反應(yīng)也會加速。”
研究小組表示,這個過程本質(zhì)上就是活細(xì)胞中氨基酸的形成過程,只不過氰化物是“原始湯”中不存在的酶的替代品。這種與當(dāng)前生物過程的簡單性和相似性表明,與其他假設(shè)相比,這更有可能是早期生命的來源,因為其他假設(shè)需要更根本不同的化學(xué)反應(yīng)。
對化學(xué)“湯”的分析表明,該過程還產(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,這表明一系列生命成分可能是通過這種方式產(chǎn)生的。
“我們接下來要做的就是繼續(xù)探索這種混合物會產(chǎn)生什么樣的化學(xué)反應(yīng),”克里希那穆蒂說。 “氨基酸會開始形成小蛋白質(zhì)嗎?這些蛋白質(zhì)中的一種會回來并開始充當(dāng)酶來制造更多蛋白質(zhì)嗎?”這些氨基酸太多了?”
該研究發(fā)表在期刊《自然化學(xué)》上。