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假如Thomas Carell是对的,大约在40亿年前,地球上的许多地方或许被灰棕色的矿藏所掩盖。可是,那些不是一般的岩石:它们是被科学家称为A、U、C和G(四类碱基)的有机分子晶体。理论上讲,其间一些分子后来将成为RNA的构建基块,即进化引擎DNA诞生之前的中心遗传物质。

有机化学家Carell和他的合作者现在证明,存在一条化学途径,从原理上讲,可以从水和氮等基本成分——与原始地球的化学环境相符合——中天然地生成A,U,C和G(分别为腺嘌呤,尿嘧啶,胞嘧啶和鸟嘌呤)。Carell说,这些反响发作了如此多的碱基,以至于数千年之后,它们或许厚厚地掩盖住地表。他们把具体进程和成果宣布在1月3日出书的《科学》期刊上。

德国慕尼黑路德维希马克西米利安大学的Carell指出,试验成果为“ RNA国际假说”供给了依据。该假说以为,生命源于自我仿制的根据RNA的基因——直到后来生物进化出在DNA中存储遗传信息的才能。他弥补说,这种化学反响一起“有力地标明”,根据RNA的生命形状的呈现并不是小概率事件,有或许发作在许多其他行星上。

还记得天然讲义或生物讲义里,证明有机物来自无机物的经典试验吗?

50年代初,有人做了一个放电试验。他用电火花(闪电)穿过相似原始大气的一种混合气体。成果,奇观呈现了,甲烷中的碳有15%发作搬运,构成了水溶性有机小分子,其间包括四种氨基酸和氰化氢、甲醛等。

现在更进一步,得到了遗传物质的化学根底。

还记得天然讲义或生物讲义里,证明有机物来自无机物的经典试验吗?

50年代初,有人做了一个放电试验。他用电火花(闪电)穿过相似原始大气的一种混合气体。成果,奇观呈现了,甲烷中的碳有15%发作搬运,构成了水溶性有机小分子,其间包括四种氨基酸和氰化氢、甲醛等。

现在更进一步,得到了遗传物质的化学根底。

从前在2016年的工作中,Carell小组发现了自发发作细胞核碱基A和G2的化学反响。一支独立团队在2009年验证了同一原理也可自发发作U和C。可是这两条途径好像互相不兼容,需求不同的反响条件,如不同的温度和pH值。

现在, Carell的团队向世人展现了在同一条件下怎么得到一切的核碱基:两片不同的池塘,在时节中循环改变,从湿到干,从热到冷,从酸性到碱性,化学物质时不时从一个流出到别的一个。研讨人员首先让简略分子在热水中反响,然后使所得混合物冷却并枯燥,在底部构成残留物——包括两种有机化合物晶体。

然后,他们加水,其间一种化合物溶解,然后冲去另一个水池。该水溶性分子的缺失促发了另一种化合物进一步的反响。最终,研讨人员再次将产品混合,构成了核碱基。

加利福尼亚拉霍亚斯克里普斯研讨公司的化学家Ramanarayanan Krishnamurthy说:“他们的论文超卓地找出了可以使RNA被制造出来的、悉数必要的化学作用。”可是他和其他研讨人员正告说,这种和相似的成果都是根据过后的反推,或许无法就生命的实践演化供给牢靠的论据。

doi:10.1038/d41586-019-02622-4

本文译自 nature,由译者 majer 根据创造共用协议(BY-NC)发布。