德科研团队提出新模型分子自组织或揭晓生命起源

发布时间：2023-08-08 10:00:46 所属栏目：外闻来源：转载

导读： 　　化学物质之间相互作用并随机组合形成了具有细胞特征的液珠，它们开始了一系列自我复制和维持反应，从而构成了生命的萌芽基础。根据这种方式，第一个生物分子需要通过缓慢且整体低效的过

　　化学物质之间相互作用并随机组合形成了具有细胞特征的液珠，它们开始了一系列自我复制和维持反应，从而构成了生命的萌芽基础。根据这种方式，第一个生物分子需要通过缓慢且整体低效的过程聚集在一起。如此缓慢的分子簇形成，似与生命出现的速度不相匹配。但德国马克斯·普朗克动力学与自组织研究所团队现在提出了一种替代模型，可解释这种簇的形成以及形成生命所需的化学反应的快速发生。

　　新模型描述了代谢循环中催化剂的自组织。不同种类的催化剂（以不同颜色表示）形成簇，并且可以相互追逐。图片来源：马克斯·普朗克动力学与自组织研究所

　　研究人员称，他们在一个简单的代谢循环中考虑了不同的分子，其中每个种类都会产生一种化学物质，供下一个种类使用。模型仅需考虑分子的催化活性、它们遵循其产生和消耗的化学物质浓度梯度的能力，以及循环中分子顺序的信息。因此，该模型显示了催化簇的形成，包括各种分子种类。此外，簇的生长速度呈指数级增长，因此超级分子模型可非常快速随心所欲地大量组装成合成代谢动态流体动力学结构。

　　参与代谢循环的分子种类数量在形成的簇结构中起着关键作用。模型可产生自组织的各种场景，并对参与分子种类产生的功能优势作出具体预测。值得注意的是，这一新提出的场景所需的相互作用，普遍存在于所有代谢周期中。

　　在另一项研究中，研究人员同时证明了复杂相互作用可以创建自组织结构的新条件。总的来说，这两项研究提出的新见解为复杂生命如何从简单分子中诞生的理论增添了另一种机制，更普遍地揭示了参与代谢网络的催化剂如何形成结构。他们的研究表明，这些化合物可以通过调节蛋白质的功能来影响细胞的生长，从而导致复杂生命的形成。

（编辑：上海站长网）

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