日本科學家可能解決了一個關於生命起源的世紀老問題

一組來自日本廣島大學的科學家在一項有關生命起源的研究中，找到了生命的化學進化階段中在化學和生物學之間缺失的一環。不過，缺失的環節並不是新發現的化石，而是一種微小的、可自我複製的凝聚狀液滴(coacervate droplet，CD) ，它代表著化學向生物學的演變。該發現發表在Nature Communications上。

大約100多年之前，Oparin和 Haldane獨立提出了生命起源的化學進化假說，認為生命最初起源於簡單的小分子形成大分子，再由這些大分子形成了可以增殖的分子組裝體。然而，從小分子行成的大分子如何形成能夠增殖的分子組裝體一直是一個未知數，這個謎已經存在了大約一百年。它一直是生命起源中化學和生物學之間缺失的一環。

像許多研究人員一樣，日本的這些科學家最初也認為這歸結於環境：這些成分在高壓和高溫下形成，然後冷卻到對生命更友好的條件下。然而，後來他們探討了其他的可能性！

他們認為，在實驗室中構建原始細胞模型，這是一種表現生命基本特性的人工超分子系統，將是確定生命起源途徑的重要一步。於是，研究人員從胺基酸衍生物中設計併合成了一種新的前生命單體——胺基酸硫酯，作為原始細胞自組裝的前體。當在常壓下加入室溫水中時，胺基酸衍生物會聚合，排列成肽，然後自發形成液滴。液滴由有機分子通過液-液相分離 (liquid–liquid phase separation，LLPS) 形成，其形成的方式就像油和水在合適的條件下自發形成液滴的方式一樣。

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當提供更多胺基酸硫酯時，液滴的大小和數量都會增加。通過自動催化自我複製，通過定期添加單體，液滴經歷了穩定的生長 – 分裂周期。研究人員還發現，這些液滴可以濃縮核酸——遺傳物質——如果它們表現出這種功能，它們就更有可能抵抗外部刺激而存活下來。

因此，在生命起源期間，基於液滴的原始細胞可以作為『化學』和『生物學』之間的聯繫，這項研究可能有助於解釋原始地球上第一批生物是如何出現的。

研究人員計劃繼續研究從胺基酸衍生物到原始活細胞的進化過程，並改進他們的平台以驗證和研究生命的起源和持續進化。