化学家复制了生命创造的关键时刻

在原始地球上导致生命的分子的自发聚结，大约 40 亿年前，可能最终在实验室中观察到。

化学家们复制了我们新生星球的可能条件，将 RNA 和氨基酸结合在一起——这是关键的第一步，最终将导致当今在地球上爬行的生物体的扩散。

实验工作可以产生有关最重要的生物学关系之一的起源的重要线索：核酸和蛋白质之间的关系。

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“今天的生命使用极其复杂的分子机器——核糖体来合成蛋白质。这台机器需要用信使 RNA 写入化学指令，信使 RNA 将基因序列从细胞 DNA 传递到核糖体。然后，核糖体就像工厂装配线一样，读取这个 RNA 并将氨基酸一个接一个地连接在一起，以产生蛋白质。化学家马修·庞纳 （Matthew Powner） 解释道伦敦大学学院。

“我们已经实现了这个复杂过程的第一部分，在中性 pH 值下使用水中非常简单的化学成分将氨基酸与 RNA 连接起来。这种化学反应是自发的、选择性的，可能发生在早期的地球上。

尽管我们知道生命一定已经从地球的原始软泥中蠕动出来——毕竟我们就在这里——但科学家们并不那么确定如何它发生了。一个不断发展的学派将 RNA 作为一种自我复制的核酸进行投资，它，由于它的诀窍也用于进行机械功，可以催化其他化学反应。这称为RNA世界假设。

蛋白质不能自我复制;它们对氨基酸进行精确测序的指令编码在核酸序列中，例如 RNA。

因此，虽然蛋白质在许多生物过程中发挥着必要的作用，但核酸分子为其生产提供了重要的模板。尽管如此，这意味着这两种分子成分需要找到一种方法，在早期地球潮湿、多气的条件下结合在一起。

“生命依赖于合成蛋白质的能力——它们是生命的关键功能分子。了解蛋白质合成的起源对于了解生命的来源至关重要。Powner 说.

“我们的研究是朝着这个目标迈出的一大步，展示了 RNA 可能首先是如何控制蛋白质合成的。”

已经进行了许多尝试来复制氨基酸和 RNA 的自然合并。这个过程需要高能介质，过去的研究发现一些高反应性分子不适合此目的，因为它们往往会在水中分解，导致氨基酸相互反应而不是 RNA。

在伦敦大学学院的化学家乔蒂·辛格 （Jyoti Singh） 的领导下，研究小组从生物学中汲取了灵感。作为调解人，他们尝试了硫酯，一种含有碳、氧、氢和硫的高能、高反应性化合物——六行之四被认为对生命至关重要。

众所周知，硫酯会玩关键的中介角色在一些生物过程中，并且被认为在“原始有机汤”中含量丰富。一些科学家认为，它们的增殖早于RNA世界，即硫酯世界假说.

在他们的模拟有机汤中，研究人员发现硫酯提供了必要的外部能量，使氨基酸能够与 RNA 结合——这是一个相当重大的突破，巧妙地统一了这两个假设。

“我们的研究结合了两个突出的生命起源理论——'RNA 世界'，其中自我复制 RNA 被认为是基础，以及'硫酯世界'，其中硫酯被视为最早生命形式的能量来源，”Powner 说.

需要明确的是，我们距离对生命起源有一个详细、全面的了解还很远。新研究表明，这些成分有可能与高能介质结合在一起;下一步是看看 RNA 是否会优先与特定氨基酸结合，从而促进遗传密码的出现。

“想象一下，有一天，化学家可能会从碳、氮、氢、氧和硫原子组成的简单小分子中，从这些乐高积木中形成能够自我复制的分子。这将是解决生命起源问题的里程碑式的一步。辛格说.

“我们的研究通过展示两个原始化学乐高积木（活性氨基酸和 RNA）如何构建肽，即生命所必需的氨基酸短链，使我们更接近这一目标。”

该研究已发表在自然界.

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