科技日報記者 張佳欣

地球生命起源這一謎題自古以來便深深吸引著人類的好奇心。第一個活細胞究竟是如何誕生的？那些早期的原細胞又是如何演化出支撐細胞生存、進而構(gòu)建復(fù)雜生物體的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)膜的呢？

據(jù)最新一期《自然·化學(xué)》雜志報道，美國加州大學(xué)圣迭戈分校團隊在最新研究中給出了一個涉及兩種簡單分子間反應(yīng)的精妙解釋。

地球上的生命體系離不開脂質(zhì)膜。這一細胞結(jié)構(gòu)不僅為細胞內(nèi)部機制提供了庇護所，還是眾多生物反應(yīng)發(fā)生的平臺。脂質(zhì)由長鏈脂肪酸構(gòu)成，但在復(fù)雜生命形態(tài)出現(xiàn)前的數(shù)十億年間，地球上那些簡單的分子是如何一步步演化成最初的細胞膜的？

科學(xué)家推測，在地球早期，短鏈脂肪酸分子（其碳－碳鍵數(shù)量少于10個，而復(fù)雜脂肪酸鏈的碳－碳鍵幾乎是其2倍）極為豐富。然而，要形成囊泡，即容納細胞復(fù)雜機制的微小隔室，則需要更長的分子鏈。

盡管一些簡單的脂肪分子有可能獨立形成脂質(zhì)隔室，但這些分子需要非常高的濃度，而這種濃度，在生命起源前的地球上可能并不存在。

為了揭開這些最初脂質(zhì)膜形成的神秘面紗，團隊從兩種簡單分子開始測試：一種是名為半胱氨酸的氨基酸；另一種是短鏈膽堿硫酯，這種硫酯與參與脂肪酸生化形成和降解的分子相似。

他們使用二氧化硅玻璃作為礦物催化劑，因為帶正電的硫酯對帶負電的二氧化硅具有天然吸引力。結(jié)果顯示，在二氧化硅表面，半胱氨酸和硫酯自發(fā)反應(yīng)，形成了脂質(zhì)，進而形成了穩(wěn)定到足以支撐生化反應(yīng)的類原細胞膜囊泡。而這一過程在較低濃度下即可實現(xiàn)。

科學(xué)家們表示，他們工作的重要部分就是揭示生命的第一次萌芽，以及物質(zhì)向生命的轉(zhuǎn)變?nèi)绾芜~出了第一步的?，F(xiàn)在，他們提供了一種可能的歷史演變路徑。