格罗宁根大学 奥托实验室的工作产生了一个化学系统，它显示了生命的不同性质
通过氧化，基本构件连接形成不同大小的环(左、中、上)
最终，由六个积木(16)组成的环形成了堆栈
这些堆栈不断增长，并因断裂而成倍增加，导致六元环的复制
当一种光敏染料附着在复制堆上并被光激活时，它就像一个辅因子，增加了构建块的氧化，从而加速了复制堆生长的新环的产生
学分:格罗宁根大学奥托实验室 在一个具有自我复制分子的系统中，以前被证明具有生长、分裂和进化的能力，格罗宁根大学的化学家现在发现了导致基本新陈代谢的催化能力
此外，他们将一种光敏染料连接到分子上，这使他们能够利用光能来促进生长
这些让人工生命更近一步的发现同时发表在6月26日的《自然化学》和《自然催化》杂志上
十年前，格罗宁根大学化学研究所的系统化学教授西布伦·奥托发现了一种自我复制的新机制:溶液中含有小肽的分子形成环，随后形成不断增长的堆栈
当堆叠断开时，两半又开始生长
此外，堆栈的增长消耗了溶液中的环的数量，这反过来又刺激了由构建块形成新的环
当添加不同的构件时，系统也会“突变”
惊人的发现 这个自发形成的系统是一种人工原始生命的形式
“生命的定义很复杂，但总的来说，生命应该有三个基本属性，”奥托解释道
“首先是复制，这发生在我们的系统中
第二个是新陈代谢，它应该从环境中的物质创造建筑材料
第三个是条块分割，将生物从其周围环境中分离出来
“最后，这种生物应该发展出第四种更高级的特性，那就是进化和发明的能力
奥托和他的团队着手改变他们的分子，以增加催化能力
“然而，当我们开始这个项目时，我们有了一个惊人的发现
不需要任何改变，系统已经显示出催化作用；我们只是以前没有注意到这一点
“堆栈是由六个积木组成的环生长而成的
这些环是由三个或四个构件组成的较小环的构件组合而成的
环堆催化基本构件转化为新的三元和四元环，这是六元环堆生长(自我复制)所需要的
学分:格罗宁根大学奥托实验室 进化 奥托说:“事实证明，环堆催化了较小环的形成。”
进一步分析表明，该反应的催化需要两个特定氨基酸残基(两个赖氨酸残基)的存在
“积木和独立的环都没有催化能力，但堆栈有
因此，我们假设在这些堆叠中，这些赖氨酸残基的三维构型作为催化中心出现，就像蛋白质通过将氨基酸残基置于高度特异性的排列中来形成活性位点一样，”奥托解释说
因此，在因其自我复制能力而出现的结构中，氨基酸以一种可以充当催化剂的方式组织起来
这种电池还具有逆羟醛催化作用，这是一种众所周知的反应，通常用于衡量催化剂的设计效果
“有趣的是，我们的烟囱并没有设计成具有催化能力，但却和我们所知的设计最好的催化剂一样高效
“发现相同的堆栈可以催化两种截然不同的反应很有趣
许多酶都有这种能力，这给了进化一个发展新事物的机会
新陈代谢 在第二项研究中，加入了光敏染料
“吉勒·蒙雷亚尔，我的一个博士
D
学生们读到，这种染料可以刺激淀粉样肽中活性单线态氧的形成
由于活性氧推动了环形成的重要步骤，他想知道这是否会加速环的形成
“发现了两种不同的染料，当暴露在光线下时，它们确实会加速环的形成，但只有当它们被束缚在叠层上时才会加速
奥托说:“染料看起来像是堆栈的辅因子，就像现代蛋白质利用辅因子进行催化一样。”
当与复制纤维结合时，染料可以利用光能产生活性单线态氧，从而增加新环的形成
堆栈的自发催化和辅因子介导的催化都导致一种与复制相关的代谢
“这还不是你在生物体中看到的新陈代谢，”奥托解释道
“在我们的系统中，催化只是加速了那些在没有帮助的情况下缓慢发生的反应
在生活中，新陈代谢也驱动着原本不会发生的反应
" 人工生命 然而，奥托的人工系统既显示了复制，也显示了新陈代谢的原始形式
“此外，从这一点来看，条块分割是一个相对较小的步骤
"那么，他接近于看到试管中的人工生命进化了吗？"不完全是，”奥托承认
“这将要求系统能够进行开放式进化，这意味着它能够进化出系统中不存在的能力
我们还不清楚如何实现这一目标
但是我们的系统似乎是一个很好的基础，我们可以从这里开始
"
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