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生命临界点的分子合作
发布时间：2023-11-29 16:10:25编辑：广泽融来源：
有机体如何从无生命物质发展而来是科学中最大的问题之一。尽管已经提出了许多可能的解释，但还没有明确的答案。这并不奇怪：这些过程发生在三四十亿年前，当时地球上的条件与今天完全不同。
用实验数据证明假设
“在这段漫长的时间内，进化彻底抹去了生命起源的痕迹，”物理化学教授兼苏黎世联邦理工学院新的生命起源和流行跨学科中心副主任罗兰·里克(Roland Riek)说。科学别无选择，只能提出假设，并用实验数据尽可能彻底地证实它们。
多年来，Riek 和他的团队一直在追求这样的想法：蛋白质样聚集体(称为淀粉样蛋白)可能在化学和生物学之间的转变中发挥着重要作用。Riek 研究小组的第一步是证明这种淀粉样蛋白可以在早期地球上可能普遍存在的条件下相对容易地形成：在实验室中，所需要的只是一点火山气体(以及实验技巧和大量的耐心) )使简单氨基酸结合成短肽链，然后自发组装成纤维。
生命的前体分子
后来，Riek 的团队证明淀粉样蛋白可以自我复制，这意味着这些分子满足被视为生命前体分子的另一个决定性标准。现在，研究人员在他们的最新研究中第三次采取了同样的路线，他们表明淀粉样蛋白能够与 RNA 和 DNA 分子结合。
这些相互作用部分基于静电吸引力，因为一些淀粉样蛋白至少在某些地方带正电荷，而遗传物质至少在中性至酸性环境中带负电荷。然而，Riek 和他的团队也注意到，相互作用还取决于遗传物质中 RNA 和 DNA 核苷酸的序列。这意味着它们可能代表了将所有生物团结在一起的通用遗传密码的前身。
提高稳定性是主要优势
然而：“虽然我们发现 RNA 和 DNA 分子与淀粉样蛋白结合的方式存在差异，但我们还不明白这些差异意味着什么，”Riek 说。“我们的模型可能还是太简单了。” 这就是为什么他认为结果的另一个方面特别重要：当遗传物质附着在淀粉样蛋白上时，两种分子都会获得稳定性。在古代，这种稳定性的增强可能被证明是一个巨大的优势。
这是因为当时所谓的原始汤中，生化分子非常稀薄。与今天的生物细胞相比，这些分子在生物细胞内紧密地堆积在一起。Riek 的研究人员在最近发表的文章中写道：“淀粉样蛋白已被证明具有增加稀释无序系统中核苷酸的局部浓度和顺序的潜力。”
里克指出，虽然竞争是达尔文进化论的核心，但合作也发挥了重要的进化作用。这两类分子都受益于淀粉样蛋白与 RNA 或 DNA 分子之间的稳定相互作用，因为随着时间的推移，寿命长的分子比不稳定的物质积累得更强烈。甚至可能分子合作而不是竞争才是生命出现的决定性因素。“毕竟，当时可能并不缺乏空间或资源，”里克说。
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