研究表明原始細(xì)胞壁形成歸功于雨水
張佳欣
關(guān)于生命起源的一個(gè)主要未解之謎是，地球“原始湯”中漂浮的RNA液滴究竟如何演變成了被膜包裹的生命體——細(xì)胞。美國(guó)芝加哥大學(xué)和休斯敦大學(xué)生物學(xué)家和工程師在發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》雜志的論文中提出了新見解。論文演示了38億年前雨水如何幫助原始細(xì)胞形成網(wǎng)狀壁，這是從微小的RNA珠滴演變?yōu)榧?xì)菌、植物、動(dòng)物和人類的關(guān)鍵一步。
研究探討了一種由蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和RNA等復(fù)雜分子自然形成的隔室，稱為“凝集體液滴”。這些液滴就像是水中的油滴，長(zhǎng)期以來被視為第一批原始細(xì)胞的候選者。
任何包含新的、可能有用的RNA前生命突變的液滴，都會(huì)在幾分鐘內(nèi)與其他RNA液滴交換這種RNA，這意味著它們很快會(huì)變得相同。這樣就不會(huì)有分化和競(jìng)爭(zhēng)帶來的進(jìn)化，也意味著沒有生命。
研究人員發(fā)現(xiàn)，含有早期RNA形式的凝集體液滴中，RNA交換得太快。他們假設(shè)，蒸餾水對(duì)凝集體液滴的影響可能與地球上生命的起源有關(guān)。而38億年前蒸餾水可能存在的方式就是雨水。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將凝集體液滴轉(zhuǎn)移到蒸餾水中可延長(zhǎng)RNA交換的時(shí)間，從幾分鐘延長(zhǎng)到幾天。這段時(shí)間足以發(fā)生突變、競(jìng)爭(zhēng)和進(jìn)化。
將凝集體液滴轉(zhuǎn)移到蒸餾水中，液滴周圍就會(huì)形成一層較硬的“皮膚”，從而限制它們交換RNA。當(dāng)它們穩(wěn)定下來，不再交換遺傳物質(zhì)，就能很好地儲(chǔ)存自己的遺傳信息。該狀態(tài)至少持續(xù)幾天，保證其遺傳序列中發(fā)生突變，一個(gè)種群就可實(shí)現(xiàn)進(jìn)化。
在利用真實(shí)雨水和模擬雨水進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn)了相同結(jié)果：雨水形成了原始細(xì)胞周圍網(wǎng)狀壁，創(chuàng)造了可能孕育生命的條件。
