「生命起源」之謎裡的重大缺失環節已被找到!

2021-01-13 科學解碼

科技日報華盛頓11月7日電  美國斯克裡普斯研究所研究人員發現,一種被稱為二醯胺磷酸鹽(DAP)的化合物,能夠在相同條件下同時磷酸化地球早期生命形式中的三種關鍵物質。他們在最新一期《自然·化學》雜誌上刊發論文稱,這一化合物可能是地球生命起源的一個關鍵因素。


科學家認為,磷酸化可能對早期生命形式中三種關鍵成分——短鏈核苷酸、短鏈胺基酸(肽)和脂質的組裝起到關鍵作用,但此前尚未找到一種磷酸化劑,能在相同條件下同時產生這三類分子,這也成為地球生命起源化學過程消失的一個環節。

此次,斯克裡普斯研究所的發現表明,DAP是這一「消失環節」的關鍵所在。新研究表明,DAP可以磷酸化水中RNA的四個核苷,並在催化劑咪唑(一種簡單的有機化合物)的作用下,促發這些磷酸化結構形成RNA樣的短鏈。

此外,DAP與水和咪唑相互作用,能有效地將甘油和脂肪酸磷酸化,導致一種小型磷脂質膠囊的形成。這種被稱為囊泡的磷脂質膠囊,是細胞的原始形式。而DAP在室溫下,還能使水中的甘氨酸、天冬氨酸和穀氨酸磷酸化,然後將這些分子連接成短肽鏈。


此前的研究表明,DAP可以有效地磷酸化各種單糖,從而幫助構建早期生命形式所涉及的含磷糖類。而新研究顯示DAP的作用不僅如此,其在地球生命起源過程中可能發揮更重要的作用。研究人員稱,他們的新研究表明,DAP能在同一地點產生短鏈核苷酸、短鏈肽和可封裝它們的細胞樣結構,使這三類重要分子聚集在一起,這可能是生命產生過程中非常重要的化學反應環節,最終導致了第一個原始生命形式的出現。

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