圖片說明：包含脂肪酸膜和DNA鏈的原細胞模型圖。（圖片來源：Janet Iwasa, Szostak Laboratory, Harvard Medical School and Massachusetts General Hospital）
美國科學家最近成功在實驗室構建了原細胞模型，並探索了這些地球最初的細胞如何與周圍環境進行相互作用。相關論文6月4日在線發表於《自然》（Nature）雜誌。
原細胞（protocell）是人們對35億年前地球最原始的生命的設想，它擁有最簡單、原始的結構，但卻能夠構建、複製、容納DNA。在沒有確鑿記錄的情況下，原細胞計劃開闢了一條有效的途徑，讓人類可以探索地球最早生命的形態、生長和繁殖以及與環境相互作用機制。
在最新研究中，由美國哈佛大學醫學院、麻州總醫院Jack W. Szostak領導的研究小組發現，由脂肪酸構成的原細胞薄膜可以讓環境中的化學物質，包括DNA構建材料進入細胞內部，而無需今天細胞膜運轉物質所需的蛋白通道、膜孔或者離子泵。同樣，這些原細胞也不需要酶來進行DNA複製。
物質如何進入不具有現代細胞膜運輸機制的細胞，一直是個謎團。Jack W. Szostak說，「我們的研究表明，極為原始的細胞或許是從環境中吸收營養，而不必在內部製造這些物質。這支持了兩種對立理論的其中之一。」
一些科學家曾提出，遠古海底熱液區或許是前生分子（prebiotic molecules）的存在地，這些分子包括脂肪酸、胺基酸等。Szostak等人的理論假想表明，脂肪酸可形成於海底礦石的表面，並在間歇泉爆發中被帶到地表。當這些脂肪酸處於有水環境中時，它們的親水端和疏水端都會有序地排列，當水分蒸發後，最終形成了微小的脂肪酸球體——膠團（micelle）（
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研究人員仔細分析了由不同脂肪酸分子構成的囊泡，並且找到了能夠讓外界分子通過的特殊膜特徵。他們發現，儘管較大的DNA或RNA鏈無法通過脂肪酸膜，但單糖分子和單個核苷酸很容易進入原細胞內部。
當研究人員剛開始工作時，他們並不確定複製原細胞遺傳物質所需的材料能夠直接進入細胞內。Szostak說，「通過證實這可以發生，而且的確是相當有效地發生，我們離構建能夠自我分裂的功能性原細胞的目標又進了一步。」（科學網 任霄鵬/編譯）
（《自然》（Nature），doi:10.1038/nature07018，Sheref S. Mansy, Jack W. Szostak）
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