作者:孙自法 来源:中国新闻网 发布时间:2024/4/5 10:25:55
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生命的化学起源如何形成?国际最新实验研究破解谜团

 

中新网北京4月5日电 (记者 孙自法)国际著名学术期刊《自然》最新发表一篇化学论文称,研究人员通过实验室实验发现,穿过岩石裂缝的热流如火山或地热系统中的热流,能净化与生命化学起源相关的分子。这项实验研究发现,可解释生命最初的基本成分如何从复杂的化学混合物中形成。

该论文介绍,生物聚合物及其成分的形成是地球生命起源的关键时刻。不过,这些过程很难在实验室里复现。通常来说,这些复杂反应下形成的副产物数量意味着生物相关基本成分形成的数量微乎其微。学界之前尝试设计的纯化方法因为特异性而受限,无法一次性分离各种分子。

本次研究示意图:由相互连接的岩石裂缝组成的地下网络,在热流的推动下积累并富集了生命起源前的化合物,从而促进了生命出现的早期化学过程(图片来自Christof B. Mast)。施普林格·自然/供图

在本项研究中,论文通讯作者、德国路德维希-马克西米利安-慕尼黑大学Christof B. Mast和同事合作,利用受地质启发的有极小(170-μm)裂缝的腔室,从由氨基酸、核碱基、核苷酸等化合物组成的复杂混合物中分离出与生命起源前生命相关的50多种分子。地壳中可发现由类似裂缝构成的巨大网络,这些网络被认为在生命形成前在地球上大量存在。他们将这种混合物沿着温度梯度过滤,就能因分子结构的细微差异实现特异性分子的分离和富集。

此次实验结果表明,即使是适度的温差也足以分离和纯化多种生命起源前分子类型,包括2-氨唑和氨基酸,使其浓度分别提升10倍和3个数量级。浓度比或可通过扩大裂缝网络进一步提高,且被证明在各种温度、溶剂和pH值下都能成功。该实验条件被证明能促进两种甘氨酸分子的偶联,这是多肽合成的起点,形成起始混合物5倍的浓度促进了这一过程。

本次研究示意图:由相互连接的岩石裂缝组成的地下网络,在热流的推动下积累并富集了生命起源前的化合物,从而促进了生命出现的早期化学过程(图片来自Christof B. Mast)。施普林格·自然/供图

论文作者总结认为,他们实验研究的这种方法的成功表明,自然形成的地热热流或在早期地球推动了这种分离过程,并为研究生命起源所需的化合物提供了一种高效的形成方法。(完)

 
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