生命起源配方新解:氰化氫+水?

2021-02-23 達瑞ART



如果問起人類生命起源

可能有人回答是精卵結合後的胚胎

如果問起生命起源

可能有人回答是胺基酸

一種學說認為地球生命由隕石撞擊行星帶來,是"天外來客"

如果再追問下去，組成胺基酸的元素又是怎麼樣的？這需要追溯到1953年，米勒和尤裡模擬地球早期環境，在試管中用水、甲烷等氣體通過電火花合成了胺基酸等生物分子，並提出了地球早期大氣在閃電作用下產生胺基酸的假說。

胺基酸到底由什麼組成？

1953年米勒和尤裡實驗中，通過含有水，甲烷，氨和氫的燒瓶，產生模擬閃電的電火花。這些存在於地球早期的簡單化學物質反應形成氰化氫、甲醛和其他中間體，這些中間體進一步反應生成胺基酸和其他生物分子。


1950年代,尤裡和斯坦利·米勒共同設計並實施了著名的「尤裡-米勒實驗」

雖然有科學家懷疑米勒和尤裡的理論，認為大約40億年前地球的朦朧大氣將使高能光子（如閃電或紫外線中的光子）難以到達地球表面。實驗一直進行，但一直都沒有證據證明米勒和尤裡是證偽。

在經過了66年後的今天，ACS中央科學的一項最新研究表明，僅需兩個小分子（氰化氫和水）之間的能量相互作用可以產生大部分重要的核糖核酸和蛋白質前體。

圖1.(A)早前合成的RNA和蛋白質前體。(B)使用納米反應器(AINR)方法，在相同的反應條件下，從兩種不同的反應分子HCN和H2O，產生RNA和蛋白質前體。

這次研究來自於印度化學家Kumar Vanka團隊，當時研究人員想知道，接近沸騰的海水的熱量是否可能成為反應的驅動力。為了找到答案，研究人員使用了一種最新開發的工具ab-initio納米反應堆，它模擬了分子混合物如何碰撞和反應，形成新的分子。

ab-initio納米反應堆進行模擬片段

研究人員發現氰化氫（從早期地球大氣中凝結成海洋）和水可以產生生成胺基酸甘氨酸和核糖核酸前體所需的分子。重要的是，這些反應在熱力學和動力學上都是可行的，換句話說，它們不需要大量的能量或金屬催化劑就能生成。研究小組說，這項模擬揭示了生命前體形成的新潛在途徑。

詳細研究結果在這兒：

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscentsci.9b00520


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