دانشمندان برای اولین بار فرآیند آغاز حیات روی زمین را بازسازی کردند

NP: مکانیسم ظهور اولین سیستم‌های زنده روی زمین برای اولین بار مدل‌سازی شده است

به گزارش مجله خبری نگار، فیزیکدانان آلمانی در آزمایشگاه، مکانیسم احتمالی ظهور اولین سیستم‌های زنده روی زمین - بدون سلول، غشا یا متابولیسم - را مدل‌سازی کرده‌اند. این کار در مجله Nature Physics (NP) منتشر شده است.

زندگی به شکلی که امروزه می‌شناسیم، بدون سلول‌ها قابل تصور نیست: همه موجودات زنده از سلول‌هایی با مرز‌های مشخص و یک سیستم متابولیک پیچیده تشکیل شده‌اند. اما چگونه ممکن است همه اینها از هرج و مرج مولکول‌های ساده پدید آمده باشد؟

تیم پروفسور دیتر براون در دانشگاه مونیخ، راه حلی برای یک معضل بیولوژیکی کلاسیک ارائه داده است: کدام اول بوده، غشا یا متابولیسم؟ محققان نشان دادند که جریان‌های حرارتی ساده در سنگ‌های داغ متخلخل می‌توانند شرایطی را برای تجمع مولکول‌ها و شروع واکنش‌های شیمیایی - بدون دخالت غشای سلولی - ایجاد کنند.

دانشمندان یک "محفظه گرما" را در آزمایشگاه بازسازی کردند - یک کانال باریک پر از آب که بین دو صفحه شفاف قرار گرفته است. یک انتهای محفظه گرم و انتهای دیگر سرد نگه داشته شد، همانطور که ممکن است در ترک‌های سنگ‌های آتشفشانی ساحلی اتفاق بیفتد.

به دلیل گرادیان دما، مولکول‌ها در کف محفظه، در یک «تله سرد» شروع به تجمع کردند. اجزای سازنده حیات نیز در آنجا جریان داشتند: اسید‌های آمینه، نوکلئوتیدها، ریبوزوم‌ها و سایر مولکول‌های مهم. تحت شرایط خاص، این غلظت برای شروع مونتاژ یک پروتئین کافی بود - در این آزمایش، پروتئین فلورسنت sfGFP بود که به عنوان نشانگر واکنش استفاده شد.

نویسندگان پیشنهاد می‌کنند که در زمین اولیه، چنین منافذی در سنگ‌های داغ همه جا وجود داشته و می‌توانسته‌اند به عنوان «پروتوسل» عمل کنند - بدون غشا، اما با حجم محدودی که واکنش‌ها می‌توانستند در آن رخ دهند. این بدان معناست که حیات می‌توانسته قبل از سلول‌های واقعی پدید آمده باشد و فیزیک، نه بیوشیمی، نقش اصلی را در مراحل اولیه ایفا کرده است.

این روش علاوه بر درک منشأ حیات، امکانات جدیدی را در زیست‌شناسی مصنوعی ایجاد می‌کند.

پروفسور براون افزود: «ساختن یک سلول مصنوعی که خودش تغذیه و تقسیم شود، قبلاً تقریباً غیرممکن به نظر می‌رسید. اما اکنون می‌دانیم که چگونه می‌توانیم در مرحله اول بدون غشا این کار را انجام دهیم.»

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری