马克斯·普朗克学会
与气泡接触的原始细胞的荧光显微图像
凝聚层组件是模拟早期地球上出现的第一批原始细胞和研究生命最初阶段如何进化的有效模型
信用:LMU/艾伦·伊恩纳塞利 地球早期的生命是从哪里开始的，是如何开始的
50亿年前从无生命的化学物质？地球上第一批细胞的一个关键必要条件是能够制造隔间并进化以促进第一次化学反应
无膜凝聚微滴是描述原始细胞的最佳候选物，具有分配、浓缩分子和支持生化反应的能力
科学家们还没有证明这些微滴是如何进化到开始在地球上生活的
德累斯顿马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所和LMU路德维希-马克西米利安大学纳米科学中心的研究人员现在首次证明，在类似于早期地球上加热岩石孔隙中气泡的环境中，无膜微滴的生长和分裂是可能的
表明生命可能起源于此
马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所研究组组长多拉·唐(Dora Tang)周围的团队在2018年表明，简单RNA在无膜微滴中是活跃的，为生命的开始提供了合适的化学环境
这些实验是在一个简单的水环境中进行的，那里的竞争力量是平衡的
然而，细胞需要一个可以持续分裂和进化的环境
为了给生命起源实验找到一个更合适的场景，朵拉与慕尼黑LMU大学系统生物物理学教授迪特·布劳恩合作
他的团队开发了一种非平衡环境条件，这种环境允许在单一环境中进行多种反应，并且细胞可以在其中进化
这些细胞虽然不像我们今天所知的细胞，但更像是今天细胞的前体，也称为原细胞，由无膜凝聚层组成
含有气泡孔隙的水 布劳恩实验室创造的环境很可能是早期地球上的场景，火山活动附近水中的多孔岩石被部分加热
在他们的实验中，多拉和迪特使用了带有气泡和热梯度(一个热极和一个冷极)的含水孔隙来观察原始细胞是否会分裂和进化
这项研究的第一作者、迪特·布劳恩实验室的博士生艾伦·伊恩纳塞利解释说，他们“知道气体和水的界面吸引了分子。”
原始细胞在那里定位和积累，并组装成更大的细胞
这就是为什么我们选择这个特殊的设置
" 研究人员确实观察到分子和原细胞进入气水界面，由糖、氨基酸和核糖核酸形成更大的原细胞
艾伦继续说，他们“还观察到原始细胞能够分裂和分裂
这些结果代表了早期地球上无膜原始细胞生长和分裂的一种可能机制
“除了分裂和进化，研究人员还发现，由于热梯度，形成了几种化学成分、大小和物理性质不同的原始细胞
因此，这种环境中的热梯度可能驱动了无膜原始细胞的进化选择压力
监督这项研究的多拉·唐(Dora Tang)和迪特·布劳恩(Dieter Braun)总结道:“这项工作首次表明，加热岩石孔隙内的气泡是早期地球上无膜凝聚层微滴演化的一个令人信服的场景
未来的研究可以聚焦于更多可能的栖息地，探索生命出现的进一步条件
" 这项研究发表在《自然化学》上
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