沒有什么問題比地球上生命的起源更讓人類著迷了。第一批活細胞是如何產(chǎn)生的？這些早期的原始細胞是如何形成細胞茁壯成長和組裝成復雜有機體所必需的結(jié)構(gòu)膜的？

　　加州大學圣地亞哥分校化學和生物化學教授尼爾·德瓦拉杰（Neal Devaraj）的一項新研究揭示了兩個簡單分子之間反應(yīng)的合理解釋。這項研究發(fā)表在《自然化學》雜志上。

　　地球上的生命需要脂質(zhì)膜，這是細胞的一種結(jié)構(gòu)，它容納了細胞的內(nèi)部力學，并作為許多生物反應(yīng)的支架。脂質(zhì)是由長鏈脂肪酸構(gòu)成的，但在復雜生命存在之前，數(shù)十億年前地球上的這些簡單分子是如何形成第一批細胞膜的呢？

　　科學家們相信，在地球早期，含有少于10個碳-碳鍵的短脂肪鏈的簡單分子（復雜的脂肪鏈的鍵數(shù)幾乎是它的兩倍）非常豐富。然而，具有較長鏈長度的分子是形成囊泡所必需的，囊泡是容納細胞復雜機制的隔室。

　　雖然一些簡單的脂肪分子有可能自己形成脂質(zhì)室，但這些分子的濃度非常高，這在生命起源前的地球上可能不存在——那時地球上的條件可能適合生命生存，但還不存在。

　　“從表面上看，這似乎并不新鮮，因為脂質(zhì)生產(chǎn)一直在酶的存在下發(fā)生，”德瓦拉杰說，他也是默里古德曼化學和生物化學的捐贈主席。“但在40多億年前，還沒有酶。然而，這些最初的原始細胞結(jié)構(gòu)以某種方式形成了。如何?這就是我們試圖回答的問題。”

　　為了解釋這些最早的脂質(zhì)膜，Devaraj的團隊從兩個簡單的分子開始：一種叫做半胱氨酸的氨基酸和一種短鏈膽堿硫酯，類似于脂肪酸的生化形成和降解的分子。

　　研究人員使用二氧化硅玻璃作為礦物催化劑，因為帶負電的二氧化硅被帶正電的硫酯吸引。在二氧化硅表面，半胱氨酸和硫酯自發(fā)反應(yīng)形成脂質(zhì)，產(chǎn)生足夠穩(wěn)定的原細胞樣膜囊泡，以維持生化反應(yīng)。與沒有催化劑的情況下相比，這種反應(yīng)在較低的濃度下發(fā)生。

　　作者完整名單：Christy J. Cho, Taeyang An, Alessandro Fracassi, Roberto J. Brea和Neal K. Devaraj（均為加州大學圣地亞哥分校）；賴奕琛，Alberto Vázquez-Salazar和Irene A. Chen（均為UCLA）。

　　這項研究得到了美國國家科學基金會（EF-1935372）和美國國立衛(wèi)生研究院（R35-GM141939）的部分支持。