研究表明原始細胞壁形成歸功于雨水

  科技日報   2024-08-25 10:13:39

科技日報北京8月22日電 （記者張佳欣）關(guān)于生命起源的一個主要未解之謎是，地球“原始湯”中漂浮的RNA液滴究竟如何演變成了被膜包裹的生命體——細胞。美國芝加哥大學(xué)和休斯敦大學(xué)生物學(xué)家和工程師在發(fā)表于《科學(xué)進展》雜志的論文中提出了新見解。論文演示了38億年前雨水如何幫助原始細胞形成網(wǎng)狀壁，這是從微小的RNA珠滴演變?yōu)榧毦?、植物、動物和人類的關(guān)鍵一步。

研究探討了一種由蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和RNA等復(fù)雜分子自然形成的隔室，稱為“凝集體液滴”。這些液滴就像是水中的油滴，長期以來被視為第一批原始細胞的候選者。

任何包含新的、可能有用的RNA前生命突變的液滴，都會在幾分鐘內(nèi)與其他RNA液滴交換這種RNA，這意味著它們很快會變得相同。這樣就不會有分化和競爭帶來的進化，也意味著沒有生命。

研究人員發(fā)現(xiàn)，含有早期RNA形式的凝集體液滴中，RNA交換得太快。他們假設(shè)，蒸餾水對凝集體液滴的影響可能與地球上生命的起源有關(guān)。而38億年前蒸餾水可能存在的方式就是雨水。

實驗發(fā)現(xiàn)，將凝集體液滴轉(zhuǎn)移到蒸餾水中可延長RNA交換的時間，從幾分鐘延長到幾天。這段時間足以發(fā)生突變、競爭和進化。

將凝集體液滴轉(zhuǎn)移到蒸餾水中，液滴周圍就會形成一層較硬的“皮膚”，從而限制它們交換RNA。當它們穩(wěn)定下來，不再交換遺傳物質(zhì)，就能很好地儲存自己的遺傳信息。該狀態(tài)至少持續(xù)幾天，保證其遺傳序列中發(fā)生突變，一個種群就可實現(xiàn)進化。

在利用真實雨水和模擬雨水進行的實驗中，研究人員發(fā)現(xiàn)了相同結(jié)果：雨水形成了原始細胞周圍網(wǎng)狀壁，創(chuàng)造了可能孕育生命的條件。

責編：王銘俊

一審：王銘俊

二審：劉文韜

三審：楊又華

來源：科技日報

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