格罗宁根大学 复杂和更简单的复制者的生命周期
复杂复制子的生产速度比简单复制子慢,但由于它们更能抵抗崩溃(“死亡”),它们可以占上风
荣誉:格罗宁根大学西布伦·奥托 简单的系统比复杂的系统繁殖更快
那么,生命的复杂性是如何从简单的化学开始产生的呢?格罗宁根大学的化学家从一个简单的自我复制纤维系统开始,发现在引入攻击复制体的分子后,更复杂的结构具有优势
这个系统指出了阐明生命如何起源于无生命物质的前进方向
该结果发表在3月10日的《天使化学》杂志上
回答生命是如何起源的问题的道路是由斯皮尔曼的怪物守卫的,这个怪物是以美国分子生物学家索尔·斯皮尔曼的名字命名的,他在大约55年前描述了复制器在被允许进化时变小的趋势
"复杂性是复制过程中的一个缺点,那么生命的复杂性是如何进化的?"格罗宁根大学系统化学教授西布伦·奥托问道
他以前开发了一个自我复制系统,在这个系统中,自我复制从简单的积木中产生纤维,现在,他找到了打败怪物的方法
死亡 “为了实现这一点,我们将死亡引入我们的系统,”奥托解释道
他的纤维是由堆叠的环组成的,这些环是由单个积木自组装而成的
一个环中构建块的数量可以变化,但是堆栈总是包含相同大小的环
奥托和他的团队调整了这个系统,创建了两个不同大小的环,包含三个或六个积木
在正常情况下,由小环组成的纤维会比大环的纤维长
“然而,当我们加入一种化合物来分解纤维内部的环时,我们发现越大的环越有抵抗力
这意味着更复杂的纤维将占主导地位,尽管较小的环复制更快
由小环制成的纤维更容易被“杀死”
"' 实验 奥托承认这两种纤维在复杂性上的差异很小
“我们确实发现,较大环上的纤维比由具有三个构件的环制成的更简单的纤维更能促进基准的逆羟醛反应
但话说回来,这种反应对纤维没有好处
“然而,增加的复杂性保护了纤维免受破坏,可能是通过屏蔽连接积木成环的硫-硫键
奥托说:“总而言之,我们现在已经证明打败斯皮尔曼的怪物是可能的。”
“我们以一种特殊的方式做到了这一点,通过引入化学破坏,但可能还有其他途径
对我们来说,下一步是找出我们能以这种方式创造多少复杂性
“他的团队现在正在研究一种自动化反应的方法,这种方法依赖于复制和破坏过程之间的微妙平衡
“目前,它需要持续的监管,这限制了我们运行它的时间
" 变体 这个新系统是同类系统中的第一个,它为更复杂的化学进化开辟了一条道路
奥托说:“为了实现真正的达尔文式进化,产生新的东西,我们需要有不止一个构件的更复杂的系统。”
诀窍在于设计一个允许适当变化的系统
“当你有无限的变异时,系统不会去任何地方,它只会产生少量的各种变异
“相比之下,如果变异很小,就不会出现什么真正新的东西
最新论文中的结果表明,从简单的前兆开始,复杂性会在进化过程中增加
“这意味着我们现在可以看到前进的道路
但是通过化学进化产生人工生命的旅程仍然是漫长的,”奥托说
然而,他打败了守护着通往目的地的道路的怪物
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